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JP6465052B2 - Material testing equipment - Google Patents
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JP6465052B2 - Material testing equipment - Google Patents

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Description

本願は、材料試験装置に関する。   The present application relates to a material testing apparatus.

恒温槽内でマガジンにストックした試験片をチャックに受渡し、チャックを介して試験片に試験荷重を加える材料試験装置がある。   There is a material testing device that delivers a test piece stocked in a magazine in a thermostat to a chuck and applies a test load to the test piece via the chuck.

また、試験片の周囲に高周波加熱用のコイルを設けて加熱する一方、試験片に対し冷風を吹き付ける噴射ノズルを配置した金属熱疲労試験機がある。   In addition, there is a metal thermal fatigue testing machine in which a high frequency heating coil is provided around a test piece to heat the test piece, and an injection nozzle that blows cold air on the test piece is disposed.

特開昭60−114740号公報JP-A-60-114740 特開2008−058017号公報JP 2008-058017 A

恒温槽内で試験片に力学負荷を作用させて材料試験を行う材料試験装置では、試験片に作用させた熱(温熱及び冷熱)が、試験片に力学負荷を作用させる負荷部材(力学負荷軸)に逃げることがある。特に、冷熱を試験片に作用させたときの応答性は低く、試験片の冷熱が軸部材に逃げるため、軸部材を含めて冷熱を作用させる必要がある。すなわち、試験片だけでなく、軸部材も含めて恒温槽内に配置する必要があり、恒温槽の大型化を招く。   In a material testing apparatus that performs a material test by applying a mechanical load to a test piece in a thermostatic chamber, heat (heat and cold) applied to the test piece causes a load member (mechanical load shaft) to apply the mechanical load to the test piece. ) May escape. In particular, the responsiveness when cold heat is applied to the test piece is low, and since the cold heat of the test piece escapes to the shaft member, it is necessary to apply the cold heat including the shaft member. That is, it is necessary to arrange not only the test piece but also the shaft member in the thermostatic chamber, resulting in an increase in the size of the thermostatic chamber.

また、材料試験装置の恒温槽には、槽内の温度を調整するための加熱機器や冷却機器、空気を循環させるファン等の各種部材が恒温槽の内部に配置される。このため、恒温槽内、すなわち、恒温槽とこれらの各種部材とを合わせた熱容量が大きくなる。   Further, in the constant temperature bath of the material testing apparatus, various members such as a heating device and a cooling device for adjusting the temperature in the bath and a fan for circulating air are arranged inside the constant temperature bath. For this reason, the heat capacity in the thermostatic chamber, that is, the combined thermostatic chamber and these various members is increased.

したがって、恒温槽を用いた材料試験装置では、試験片の温度の均一化は図りやすいが、試験片の目標温度までの到達時間や、温度が安定化して試験が開始できるまでの時間が長くなることがある。   Therefore, in a material testing apparatus using a thermostatic chamber, it is easy to equalize the temperature of the test piece, but the time to reach the target temperature of the test piece and the time until the temperature can be stabilized and the test can be started become longer. Sometimes.

これに対し、試験片を高周波で加熱したりガスで冷却したりする構造では、試験片を短時間で加熱あるいは冷却することが容易である。しかし、試験片の一部に局所的に熱を作用させるため、試験片の温度の不均一が大きくなる。   On the other hand, in the structure in which the test piece is heated at a high frequency or cooled with gas, it is easy to heat or cool the test piece in a short time. However, since heat is locally applied to a part of the test piece, the temperature unevenness of the test piece becomes large.

このように、試験片の短時間による加熱及び冷却と、試験片の温度の均一化とを両立することは難しい。   Thus, it is difficult to achieve both heating and cooling of the test piece in a short time and equalization of the temperature of the test piece.

本発明は上記事実を考慮し、試験片に力学負荷を作用させて試験を行うにあたり、短時間で試験片を加熱及び冷却でき、且つ試験片の温度の均一化を図ることを課題とする。   In consideration of the above facts, an object of the present invention is to heat and cool a test piece in a short time and to make the temperature of the test piece uniform in performing a test by applying a mechanical load to the test piece.

第一の態様では、試験片を保持する保持部を備え前記試験片に対し力学負荷を作用させる負荷部材と、前記試験片又は前記試験片と前記負荷部材の前記保持部側の一部とを収容し、ガスを外部へ排出するための排気口が形成された試験槽と、前記負荷部材に保持された前記試験片を囲んで、温度調整された前記ガスの流れが生成されるように前記試験片と前記試験槽の内面との間に向いているノズルから前記試験槽内に前記ガスを吹付ける吹付部材と、を有する。 In the first aspect, a load member that includes a holding portion that holds the test piece and applies a mechanical load to the test piece, and the test piece or the test piece and a part of the load member on the holding portion side are provided. accommodated, a test chamber in which the exhaust ports are formed for discharging the gas to the outside, surrounds the test piece held by the load member such that said flow of said gas temperature adjusted is generated A spray member that blows the gas into the test tank from a nozzle facing between the test piece and the inner surface of the test tank.

この材料試験装置では、負荷部材の保持部で試験片を保持した状態で、温度調整されたガスを、試験片を囲むガスの流れが生成されるように、試験片と試験槽の内面との間に向いているノズルから試験槽内に吹き付ける。このガスは、試験片を加熱または冷却し、排気口から、試験槽の外部に排出される。そして、試験片に、負荷部材により力学負荷を作用させることで、試験片に対する試験を行うことが可能である。 In this material testing apparatus, in a state where the test piece is held by the holding part of the load member, the temperature-adjusted gas is formed between the test piece and the inner surface of the test tank so that a gas flow surrounding the test piece is generated . Spray into the test chamber from the nozzle facing in between . This gas heats or cools the test piece and is discharged from the exhaust port to the outside of the test chamber. The test piece can be tested by applying a mechanical load to the test piece with the load member.

試験槽には、試験片、又は試験片と負荷部材の保持部側の一部が収容され、負荷部材の全部は収容されない。負荷部材の全部が試験槽に収容される構造と比較して、試験槽を小型化できるので、試験片を短時間で加熱及び冷却できる。   The test tank accommodates the test piece or a part of the test piece and the load member on the holding portion side, and does not accommodate the entire load member. Compared with a structure in which all of the load members are accommodated in the test tank, the test tank can be downsized, so that the test piece can be heated and cooled in a short time.

吹付部材により、試験片を囲む温度調整されたガスの流れが生成されるので、このようなガスの流れが生成されない構成と比較して、試験片の温度の均一化を図ることができる。   Since the temperature-adjusted gas flow surrounding the test piece is generated by the spray member, the temperature of the test piece can be made uniform as compared with a configuration in which such a gas flow is not generated.

なお、負荷部材において試験槽に収容される「保持部側の一部」には、実質的に試験槽の内部に存在する部分がなく、負荷部材の端面のみが試験槽内に露出している状態になっている場合も含む。   In addition, the “part on the holding portion side” accommodated in the test tank in the load member has substantially no portion present inside the test tank, and only the end surface of the load member is exposed in the test tank. This includes cases that are in a state.

第二の態様では、第一の態様において、前記吹付部材が、前記負荷部材に保持された前記試験片と前記試験槽の内面との間に温度調整されたガスを導入する導入部材である。   In a second aspect, in the first aspect, the spray member is an introduction member that introduces a temperature-adjusted gas between the test piece held by the load member and the inner surface of the test tank.

吹付部材としての導入部材は、温度調整されたガスを、負荷部材に保持された試験片と試験槽の内面との間に導入するので、試験片を囲む温度調整されたガスの流れを効果的に生成できる。これにより、試験片の温度の均一化を図ることができる。   The introduction member as the spray member introduces the temperature-adjusted gas between the test piece held by the load member and the inner surface of the test tank, so that the temperature-adjusted gas flow surrounding the test piece is effective. Can be generated. Thereby, the temperature of a test piece can be made uniform.

第三の態様では、第二の態様において、前記導入部材が、前記試験槽の内壁を貫通し、内部を前記ガスが流れると共に、前記ノズルが形成されたパイプ、を有する。 According to a third aspect, in the second aspect, the introduction member has a pipe that penetrates the inner wall of the test tank, the gas flows through the inside, and the nozzle is formed.

導入部材を、ノズルが形成されたパイプで構成できるので、吹付部材の構造が簡単である。   Since the introduction member can be constituted by a pipe in which a nozzle is formed, the structure of the spray member is simple.

第一の態様では、試験片と試験槽の内面との間に向いているノズルから試験槽内にガスを吹付ける。In the first aspect, gas is blown into the test chamber from a nozzle facing between the test piece and the inner surface of the test chamber.

ノズルが、試験片と試験槽の内面との間に向いている簡単な構造で、ガスを、試験片と試験槽の内面との間に導入できる。   The gas can be introduced between the test piece and the inner surface of the test tank with a simple structure in which the nozzle faces the test piece and the inner surface of the test tank.

第四の態様では、第一〜第三のいずれか1つの態様において、前記試験槽内への前記ガスの吹付方向に対する前記排気口のガスの排出方向が90度〜180度である。 According to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the gas discharge direction of the exhaust port with respect to the gas blowing direction into the test tank is 90 degrees to 180 degrees.

ガスの排出方向が0度以上90度未満の排気口を有する構造と比較して、試験槽内のガスが排気口から試験槽外に出づらくなるので、試験槽内でのガスの循環を促進でき、短時間で試験片の温度の均一化を図ることができる。   Compared to a structure with an exhaust port whose gas discharge direction is 0 degree or more and less than 90 degrees, the gas in the test tank is less likely to come out of the test tank from the exhaust port, thus promoting the circulation of gas in the test tank The temperature of the test piece can be made uniform in a short time.

第五の態様では、試験片を保持する保持部を備え前記試験片に対し力学負荷を作用させる負荷部材と、前記試験片又は前記試験片と前記負荷部材の前記保持部側の一部とを収容し、ガスを外部へ排出するための排気口が形成された試験槽と、前記負荷部材に保持された前記試験片を囲んで、温度調整された前記ガスの流れが生成されるように前記試験片と対向しているノズルから前記試験槽内に前記ガスを吹付ける吹付部材と、を有する。
この材料試験装置では、負荷部材の保持部で試験片を保持した状態で、温度調整されたガスを、試験片を囲むガスの流れが生成されるように、試験片と対向しているノズルから試験槽内に吹き付ける。このガスは、試験片を加熱または冷却し、排気口から、試験槽の外部に排出される。そして、試験片に、負荷部材により力学負荷を作用させることで、試験片に対する試験を行うことが可能である。
試験槽には、試験片、又は試験片と負荷部材の保持部側の一部が収容され、負荷部材の全部は収容されない。負荷部材の全部が試験槽に収容される構造と比較して、試験槽を小型化できるので、試験片を短時間で加熱及び冷却できる。
吹付部材により、試験片を囲む温度調整されたガスの流れが生成されるので、このようなガスの流れが生成されない構成と比較して、試験片の温度の均一化を図ることができる。
なお、負荷部材において試験槽に収容される「保持部側の一部」には、実質的に試験槽の内部に存在する部分がなく、負荷部材の端面のみが試験槽内に露出している状態になっている場合も含む。
第六の態様では、第一の態様において、前記ノズルが、前記負荷部材に保持された前記試験片の周囲に分散して複数配置されており、前記試験片に向けて温度調整された前記ガスを吹付ける。
In the fifth aspect, a load member that includes a holding portion that holds a test piece and applies a mechanical load to the test piece, and the test piece or the test piece and a part of the load member on the holding portion side are provided. accommodated, a test chamber in which the exhaust ports are formed for discharging the gas to the outside, surrounds the test piece held by the load member such that said flow of said gas temperature adjusted is generated A spraying member for spraying the gas into the test chamber from a nozzle facing the test piece .
In this material testing apparatus, in a state where the test piece is held by the holding portion of the load member, the temperature-adjusted gas is supplied from the nozzle facing the test piece so that a gas flow surrounding the test piece is generated. Spray into the test chamber. This gas heats or cools the test piece and is discharged from the exhaust port to the outside of the test chamber. The test piece can be tested by applying a mechanical load to the test piece with the load member.
The test tank contains the test piece or a part of the test piece and the load member on the holding portion side, and does not contain the entire load member. Compared with a structure in which all of the load members are accommodated in the test tank, the test tank can be downsized, so that the test piece can be heated and cooled in a short time.
Since the temperature-adjusted gas flow surrounding the test piece is generated by the spray member, the temperature of the test piece can be made uniform as compared with a configuration in which such a gas flow is not generated.
In addition, the “part on the holding portion side” accommodated in the test tank in the load member has substantially no portion present inside the test tank, and only the end surface of the load member is exposed in the test tank. This includes cases that are in a state.
In a sixth aspect, in a first aspect, the nozzles are more disposed distributed around the test piece held by the load member, the gas whose temperature is adjusted toward the test piece Spray.

吹付部材は、温度調整されたガスを、ノズルから試験片に向けて吹付けるので、試験片の温度を迅速に変化させることができる。   Since the spraying member sprays the temperature-adjusted gas from the nozzle toward the test piece, the temperature of the test piece can be changed quickly.

ノズルは複数であり、負荷部材に保持された試験片の周囲に分散して配置されている。これにより、1つのノズルから温調調整されたガスを試験片に向けて吹き付ける構成と比較して、試験片を囲む温度調整されたガスの流れを効果的に生成できる。これにより、ガスが吹付けられた試験片の温度の均一化を図ることができる。   There are a plurality of nozzles, which are distributed around the test piece held by the load member. Thereby, compared with the structure which sprays the temperature-controlled gas from one nozzle toward a test piece, the flow of the temperature-controlled gas surrounding a test piece can be produced | generated effectively. Thereby, the temperature of the test piece sprayed with gas can be made uniform.

第五の態様では、前記ノズルが前記試験片と対向している。 In the fifth aspect, the nozzle faces the test piece.

したがって、ノズルが試験片と対向していない構成と比較して、ガスを試験片に向けて直接的に吹付けることができ、試験片の温度をより迅速に変化させることができる。   Therefore, compared with the structure in which the nozzle is not opposed to the test piece, the gas can be blown directly toward the test piece, and the temperature of the test piece can be changed more rapidly.

第七の態様では、第五又は第六の態様において、前記ノズルが、前記試験片を中心として対称に配置される。 In a seventh aspect, in the fifth or sixth aspect, the nozzles are arranged symmetrically about the test piece.

したがって、ノズルが、試験片を中心として非対称に分散配置された構成と比較して、ガスが吹付けられた試験片の温度の対称化を図ることが可能である。   Therefore, it is possible to make the temperature of the test piece sprayed with gas symmetrized as compared with the configuration in which the nozzles are asymmetrically distributed around the test piece.

第八の態様では、第五〜第七のいずれか1つの態様において、前記吹付部材が、前記試験槽の対向する内壁の一方を貫通して内壁の他方へ向かい内部を前記ガスが流れると共に前記ノズルが形成されているパイプ、を有する。 In an eighth aspect, in any one of the fifth to seventh aspects, the spray member passes through one of the opposing inner walls of the test tank and flows to the other of the inner walls, and the gas flows through the inside. A pipe in which a nozzle is formed.

吹付部材を、ノズルが形成されたパイプで構成できるので、吹付部材の構造が簡単である。   Since the spray member can be constituted by a pipe in which a nozzle is formed, the structure of the spray member is simple.

第九の態様では、第五〜第八のいずれか1つの態様において、前記排気口のガスの排出方向が前記排気口に対し相対的に近くに位置する前記ノズルからの前記ガスの吹付方向に対し90度以上180度未満である。 In a ninth aspect, in any one of the fifth to eighth aspects, the gas discharge direction of the exhaust port is in the direction of blowing the gas from the nozzle located relatively close to the exhaust port. On the other hand, it is 90 degrees or more and less than 180 degrees.

ガスの排出方向が0度以上90度未満の排気口を有する構造と比較して、試験槽内のガスが排気口から試験槽外に出づらくなるので、試験槽内でのガスの循環を促進でき、短時間で試験片の温度の均一化を図ることができる。   Compared to a structure with an exhaust port whose gas discharge direction is 0 degree or more and less than 90 degrees, the gas in the test tank is less likely to come out of the test tank from the exhaust port, thus promoting the circulation of gas in the test tank The temperature of the test piece can be made uniform in a short time.

第十の態様では、第九の態様において、前記排気口が、複数の前記ノズルからの隣合うガス流の成す角の二等分線の方向で前記試験槽に形成される。 According to a tenth aspect, in the ninth aspect, the exhaust port is formed in the test tank in a direction of an angle bisector formed by adjacent gas flows from the plurality of nozzles.

したがって、試験片の周囲におけるガスの流れの対称性が向上し、試験片の表面に沿った、偏りの少ないガスの流れが生じやすくなる。これにより、より均一かつ迅速に試験片を加熱及び冷却できる。   Therefore, the symmetry of the gas flow around the test piece is improved, and a gas flow with little bias is likely to occur along the surface of the test piece. Thereby, a test piece can be heated and cooled more uniformly and rapidly.

第十一の態様では、第三又は第八の態様において、前記ノズルが、前記パイプの長手方向に沿って複数形成されている。 In an eleventh aspect, in the third or eighth aspect, a plurality of the nozzles are formed along the longitudinal direction of the pipe.

パイプの長手方向に沿って形成された複数のノズルからガスを吹き付けるので、ノズルがパイプに1つのみ形成された構造と比較して、試験片の温度ムラを少なくし、温度の均一化を図ることができる。   Since gas is blown from a plurality of nozzles formed along the longitudinal direction of the pipe, compared to a structure in which only one nozzle is formed on the pipe, the temperature variation of the test piece is reduced and the temperature is made uniform. be able to.

第十二の態様では、第三又は第八の態様において、前記負荷部材が、前記保持部において前記試験片を挟み込んで保持する一対の力学負荷軸であり、前記パイプが前記力学負荷軸と平行に配置されている。 In a twelfth aspect, in the third or eighth aspect, the load member is a pair of dynamic load shafts that sandwich and hold the test piece in the holding portion, and the pipe is parallel to the dynamic load axis. Is arranged.

力学負荷軸とパイプとが平行であるので、複数のノズルが、力学負荷軸に沿って位置する。力学負荷軸の軸方向に沿ってガスを吹付けるので、試験片の温度ムラを少なくし、試験片の温度の均一化を図ることができる。   Since the dynamic load axis and the pipe are parallel, the plurality of nozzles are located along the dynamic load axis. Since the gas is blown along the axial direction of the dynamic load shaft, the temperature unevenness of the test piece can be reduced and the temperature of the test piece can be made uniform.

第十三の態様では、第一〜第十二のいずれか1つの態様において、前記排気口が、前記吹付部材から前記試験槽内への前記ガスの導入方向で見て、前記吹付部材を囲んで前記試験槽に設けられている。 In a thirteenth aspect, in any one of the first to twelfth aspects, the exhaust port surrounds the spray member as viewed in the direction of introduction of the gas from the spray member into the test tank. And provided in the test tank.

排気口が、ガスの導入方向で見て吹付部材を囲んでいるので、試験片に当たった後のガスを試験槽内に効果的に行き渡らせ、短時間で試験片の温度の均一化を図ることができる。   Since the exhaust port surrounds the spray member when viewed in the direction of gas introduction, the gas after hitting the test piece is effectively distributed in the test chamber, and the temperature of the test piece is made uniform in a short time. be able to.

第十四の態様では、第一〜第十三のいずれか1つの態様において、前記排気口は、スリット状又は複数の微小孔の集合体である。 In a fourteenth aspect, in any one of the first to thirteenth aspects, the exhaust port is a slit or an aggregate of a plurality of micro holes.

排気口の形状を、スリット状とすること、又は複数の微小孔の集合体とすることで、排気口内での気体の流れに作用する抵抗が大きくなる。これにより、試験槽の外部から内部へ不用意に気体が流入することを抑制できるので、温度調整された導入ガスを試験槽内で循環させ、短時間で試験片の温度の均一化を図ることができる。   By making the shape of the exhaust port into a slit shape or an aggregate of a plurality of micro holes, the resistance acting on the gas flow in the exhaust port is increased. As a result, it is possible to suppress inadvertent gas flow from the outside to the inside of the test tank, so that the temperature-adjusted introduced gas is circulated in the test tank and the temperature of the test piece is made uniform in a short time. Can do.

第十五の態様では、第一〜第十四のいずれか1つの態様において、前記負荷部材において前記試験槽の内部に位置する部分の外周部を覆い熱伝導率が前記負荷部材よりも高い被覆部材を有する。 According to a fifteenth aspect, in any one of the first to fourteenth aspects, the load member covers an outer peripheral portion of a portion located inside the test tank and has a higher thermal conductivity than the load member. It has a member.

被覆部材により、負荷部材における試験槽内部に位置する部分の外周部を均熱化できるので、負荷部材の外周部の温度が均一化される。負荷部材の外周部の温度の均一化により、負荷部材が試験片に力学負荷を作用させたときの負荷部材の曲げ変形を抑制できる。さらに、負荷部材の曲げ変形を抑制することで、試験片の不用意な曲げ変形も抑制できる。   Since the outer peripheral portion of the portion of the load member located inside the test tank can be soaked by the covering member, the temperature of the outer peripheral portion of the load member is made uniform. By equalizing the temperature of the outer periphery of the load member, bending deformation of the load member when the load member applies a mechanical load to the test piece can be suppressed. Furthermore, by suppressing the bending deformation of the load member, inadvertent bending deformation of the test piece can also be suppressed.

第十六の態様では、第一〜第十五のいずれか1つの態様において、前記試験槽の内容積Vaと前記試験片の体積Vtpとの比(Va/Vtp)が1000以下である。 In a sixteenth aspect, in any one of the first to fifteenth aspects, a ratio (Va / Vtp) between the internal volume Va of the test tank and the volume Vtp of the test piece is 1000 or less.

試験槽の内容積と試験片の体積の比を1000以下とすることで、試験片を加熱したときの昇温時間を確実に短くできると共に、試験片を冷却したときの降温時間を確実に短くできる。   By setting the ratio of the inner volume of the test tank to the volume of the test piece to 1000 or less, the temperature rise time when the test piece is heated can be shortened reliably, and the temperature drop time when the test piece is cooled is reliably shortened. it can.

なお、この比(Va/Vtp)は、小さくなるほど、試験片の昇温時間と降温時間の双方を短くできるが、VaはVtpより大きいので、下限値は1以上である。   In addition, although this ratio (Va / Vtp) becomes small, both the temperature rising time and temperature falling time of a test piece can be shortened, but since Va is larger than Vtp, a lower limit is 1 or more.

第十七の態様では、第一〜第十六のいずれか1つの態様において、前記吹付部材に送る前記ガスの温度及び風量の少なくとも一方を調整する調整器と、前記試験片の温度を検出する温度センサと、前記温度センサで検出された温度に基いて前記調整器を制御する制御装置と、を有する。 According to a seventeenth aspect, in any one of the first to sixteenth aspects, an adjuster for adjusting at least one of a temperature and an air volume of the gas sent to the spray member, and a temperature of the test piece are detected. A temperature sensor; and a control device that controls the regulator based on the temperature detected by the temperature sensor.

温度センサで検出した試験片の温度に基いて、制御装置が、調整器を制御し、吹付部材に送るガスの温度及び風量の少なくとも一方を調整する。すなわち、ガスから試験片に作用させる熱量を調整するに際し、試験片の温度を直接検出するので、試験片以外の温度を検出する構成と比較して、短時間でかつ効率的に試験片を加熱及び冷却できる。   Based on the temperature of the test piece detected by the temperature sensor, the control device controls the adjuster to adjust at least one of the temperature of the gas sent to the spray member and the air volume. That is, when adjusting the amount of heat applied from the gas to the test piece, the temperature of the test piece is directly detected, so that the test piece can be heated more efficiently in a shorter time compared to a configuration that detects temperatures other than the test piece. And can cool.

第十八の態様では、第一〜第十七のいずれか1つの態様において、前記吹付部材から前記試験片の周囲を経て前記排気口に至る前記ガスの流れを前記試験片の周囲に沿うように案内する流路壁を有する。 In an eighteenth aspect, in any one of the first to seventeenth aspects, the flow of the gas from the spray member to the exhaust port through the periphery of the test piece is set along the periphery of the test piece. It has a channel wall which guides to.

流路壁により、試験片の周囲に沿ってガスが流れるようになる。流路壁が無い構造と比較して、試験槽内において、ガスの流路が狭く限定されており、ガスの流路の体積が小さい。すなわち、試験片の周囲を流れるガスの流速が速くなり、実質的な流量が増加するので、より迅速に試験片を加熱及び冷却できる。   The flow path wall allows gas to flow along the periphery of the specimen. Compared to a structure without a channel wall, the gas channel is narrowly limited in the test tank, and the volume of the gas channel is small. That is, since the flow rate of the gas flowing around the test piece is increased and the substantial flow rate is increased, the test piece can be heated and cooled more quickly.

本発明は上記構成としたので、試験片に力学負荷を作用させて試験を行うにあたり、短時間で試験片を加熱及び冷却でき、且つ試験片の温度の均一化を図ることができる。   Since the present invention is configured as described above, when a test is performed by applying a mechanical load to the test piece, the test piece can be heated and cooled in a short time, and the temperature of the test piece can be made uniform.

図1は第一実施形態の材料試験装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a material testing apparatus according to the first embodiment. 図2は第一実施形態の材料試験装置を示す図1の2−2線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 showing the material testing apparatus of the first embodiment. 図3は第一実施形態の材料試験装置を示す図2の3−3線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2 showing the material testing apparatus of the first embodiment. 図4は第一実施形態の材料試験装置を示す図2の4−4線断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2 showing the material testing apparatus of the first embodiment. 図5は第一実施形態の材料試験装置を示す図2の5−5線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 2 showing the material testing apparatus of the first embodiment. 図6Aは第一実施形態の材料試験装置のパイプを示す正面図である。FIG. 6A is a front view showing a pipe of the material testing apparatus of the first embodiment. 図6Bは第一実施形態の材料試験装置のパイプを示す図6AのB−B線断面図である。6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6A showing the pipe of the material testing apparatus of the first embodiment. 図7は第一実施形態の材料試験装置をパイプ及び力学負荷軸の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing the material testing apparatus of the first embodiment partially enlarged in the vicinity of the pipe and the dynamic load shaft. 図8は第一実施形態の材料試験装置を排気口の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the material testing apparatus of the first embodiment partially enlarged in the vicinity of the exhaust port. 図9は第一実施形態の材料試験装置の槽内温度及び試験片温度の時間変化を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing changes over time in the bath temperature and test piece temperature of the material test apparatus of the first embodiment. 図10は第一比較例の材料試験装置の槽内温度及び試験片温度の時間変化を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the change over time in the bath temperature and the test piece temperature of the material testing apparatus of the first comparative example. 図11は第二比較例の材料試験装置を排気口の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the material testing apparatus of the second comparative example partially enlarged near the exhaust port. 図12は第一実施形態の変形例の材料試験装置を排気口の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a partially enlarged material test apparatus of the first embodiment near the exhaust port. 図13は第二実施形態の材料試験装置を示す縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a material testing apparatus according to the second embodiment. 図14は第二実施形態の材料試験装置の槽内温度及び試験片温度の時間変化を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing temporal changes in the bath temperature and the test piece temperature of the material testing apparatus of the second embodiment. 図15は第三実施形態の材料試験装置を示す縦断面図である。FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a material testing apparatus according to the third embodiment. 図16は第三実施形態の材料試験装置を示す図15の16−16線断面図である。16 is a cross-sectional view taken along line 16-16 of FIG. 15 showing the material testing apparatus of the third embodiment. 図17は第三実施形態の材料試験装置を示す図15の17−17線断面図である。17 is a cross-sectional view taken along line 17-17 of FIG. 15 showing the material testing apparatus of the third embodiment. 図18は第四実施形態の材料試験装置を示す縦断面図である。FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a material testing apparatus according to the fourth embodiment. 図19は第五実施形態の材料試験装置を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing a material testing apparatus according to the fifth embodiment. 図20は第五実施形態の材料試験装置を示す図19の20−20線断面図である。20 is a cross-sectional view taken along line 20-20 of FIG. 19 showing the material testing apparatus of the fifth embodiment. 図21は第五実施形態の材料試験装置を示す図20の21−21線断面図である。FIG. 21 is a sectional view taken along line 21-21 of FIG. 20 showing the material testing apparatus of the fifth embodiment. 図22は第五実施形態の材料試験装置を示す図20の22−22線断面図である。22 is a cross-sectional view taken along the line 22-22 of FIG. 20 showing the material testing apparatus of the fifth embodiment. 図23は第六実施形態の材料試験装置を示す斜視図である。FIG. 23 is a perspective view showing a material testing apparatus according to the sixth embodiment. 図24は第六実施形態の材料試験装置を示す図23の24−24線断面図である。24 is a cross-sectional view taken along line 24-24 of FIG. 23 showing the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図25は第六実施形態の材料試験装置を示す図24の25−25線断面図である。25 is a cross-sectional view taken along line 25-25 of FIG. 24 showing the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図26は第六実施形態の材料試験装置を示す図24の26−26線断面図である。26 is a cross-sectional view taken along line 26-26 of FIG. 24 showing the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図27は第六実施形態の材料試験装置を示す図24の27−27線断面図である。27 is a cross-sectional view taken along line 27-27 of FIG. 24 showing the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図28Aは第六実施形態の材料試験装置のパイプを示す正面図である。FIG. 28A is a front view showing a pipe of the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図28Bは第六実施形態の材料試験装置のパイプを示す図6AのB−B線断面図である。FIG. 28B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6A showing the pipe of the material testing apparatus of the sixth embodiment. 図29は第六実施形態の材料試験装置をパイプ及び試験片の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 29 is a sectional view showing the material testing apparatus of the sixth embodiment partially enlarged in the vicinity of a pipe and a test piece. 図30は第六実施形態の材料試験装置を排気口の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view showing the material testing apparatus of the sixth embodiment partially enlarged near the exhaust port. 図31は第六実施形態の変形例の材料試験装置を排気口の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view showing a partially enlarged material test apparatus according to a modification of the sixth embodiment in the vicinity of the exhaust port. 図32は第七実施形態の材料試験装置を示す縦断面図である。FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a material testing apparatus according to the seventh embodiment. 図33は第七実施形態の材料試験装置を示す図10の11−11線断面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view taken along line 11-11 of FIG. 10 showing the material testing apparatus of the seventh embodiment. 図34は第八実施形態の材料試験装置をパイプ及び試験片の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 34 is a sectional view showing the material testing apparatus of the eighth embodiment partially enlarged in the vicinity of the pipe and the test piece. 図35は第九実施形態の材料試験装置をパイプ及び試験片の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 35 is a sectional view showing the material testing apparatus of the ninth embodiment partially enlarged in the vicinity of a pipe and a test piece. 図36は第十実施形態の材料試験装置をパイプ及び試験片の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 36 is a sectional view showing the material testing apparatus of the tenth embodiment partially enlarged in the vicinity of a pipe and a test piece. 図37は第十一実施形態の材料試験装置を示す斜視図である。FIG. 37 is a perspective view showing a material testing apparatus according to the eleventh embodiment. 図38は第十一実施形態の材料試験装置を示す図37の38−38線断面図である。38 is a cross-sectional view taken along the line 38-38 of FIG. 37 showing the material testing apparatus of the eleventh embodiment. 図39は第十一実施形態の材料試験装置を示す図38の39−39線断面図である。39 is a cross-sectional view taken along line 39-39 of FIG. 38 showing the material testing apparatus of the eleventh embodiment. 図40は第十一実施形態の材料試験装置を示す図38の40−40線断面図である。40 is a cross-sectional view taken along line 40-40 of FIG. 38 showing the material testing apparatus of the eleventh embodiment. 図41は第十一実施形態の材料試験装置をパイプ及び力学負荷軸の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view showing the material testing apparatus of the eleventh embodiment partially enlarged in the vicinity of the pipe and the dynamic load shaft. 図42は第十一実施形態の変形例の材料試験装置を示す水平方向の断面図である。FIG. 42 is a horizontal sectional view showing a material testing apparatus according to a modification of the eleventh embodiment. 図43は第十二実施形態の変形例の材料試験装置を示す水平方向の断面図である。FIG. 43 is a horizontal sectional view showing a material testing apparatus according to a modification of the twelfth embodiment. 図44は第十二実施形態の変形例の材料試験装置を示す水平方向の断面図である。FIG. 44 is a horizontal sectional view showing a material testing apparatus according to a modification of the twelfth embodiment. 図45は第十三実施形態の材料試験装置をパイプ及び試験片の近傍で部分的に拡大して示す断面図である。FIG. 45 is a sectional view showing the material testing apparatus of the thirteenth embodiment partially enlarged in the vicinity of a pipe and a test piece. 図46は試験片と槽内の体積比と、槽内の昇温時間と、の関係を示すグラフである。FIG. 46 is a graph showing the relationship between the volume ratio of the test piece and the tank and the temperature rise time in the tank. 図47は試験片と槽内の体積比と、槽内の降温時間と、の関係を示すグラフである。FIG. 47 is a graph showing the relationship between the volume ratio of the test piece and the tank and the temperature lowering time in the tank. 図48は試験片と槽内における体積比と熱容量比との関係を示すグラフである。FIG. 48 is a graph showing the relationship between the volume ratio and the heat capacity ratio in the test piece and the tank.

図1に示すように、第一実施形態の材料試験装置12は、試験槽14を有する。図1に示す例では、試験槽14は直方体の箱状である。図面において、試験槽14の上側を矢印Uで、奥側を矢印Dで、幅方向右側を矢印Rでそれぞれ示す。   As shown in FIG. 1, the material test apparatus 12 of the first embodiment has a test tank 14. In the example shown in FIG. 1, the test tank 14 has a rectangular parallelepiped box shape. In the drawing, the upper side of the test chamber 14 is indicated by an arrow U, the rear side is indicated by an arrow D, and the right side in the width direction is indicated by an arrow R.

図2〜図4に示すように、試験槽14は、内側の金属ケース19を有する。金属ケース19の外側には断熱材18が配置される。金属ケース19を構成する金属としては、特に限定されない。金属ケース19として、たとえばアルミニウム製の箔を用いれば、アルミニウムは熱伝導率が高いので、試験槽14内の高い均熱性を軽量な構造で実現できる。また、アルミニウムは、酸化しにくいため、耐久性も高い。金属ケース19を構成する金属として銅を(たとえば銅箔として)用いれば、銅は熱伝導率が高いので、試験槽14内の高い均熱性を実現できる。金属ケース19の厚みは、熱容量を小さくするために、2mm以下が好ましく、0.3mm以下がより好ましい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the test chamber 14 has an inner metal case 19. A heat insulating material 18 is disposed outside the metal case 19. The metal constituting the metal case 19 is not particularly limited. If, for example, an aluminum foil is used as the metal case 19, aluminum has high thermal conductivity, so that high heat uniformity in the test chamber 14 can be realized with a lightweight structure. Moreover, since aluminum is difficult to oxidize, it has high durability. If copper is used as the metal constituting the metal case 19 (for example, as a copper foil), copper has high thermal conductivity, so that high thermal uniformity in the test tank 14 can be realized. The thickness of the metal case 19 is preferably 2 mm or less, and more preferably 0.3 mm or less in order to reduce the heat capacity.

図2に示すように、試験槽14の上部14U及び下部14Sには、負荷部材20が貫通している。負荷部材20は、上下一対の力学負荷軸22A、22Bを有する。力学負荷軸22A、22Bの対向部分には保持部24が備えられている。この保持部24に、試験片26の上部および下部をそれぞれ保持できる。力学負荷軸22A、22Bの熱容量は、試験片26の熱容量より大きい。   As shown in FIG. 2, the load member 20 passes through the upper portion 14 </ b> U and the lower portion 14 </ b> S of the test tank 14. The load member 20 has a pair of upper and lower dynamic load shafts 22A and 22B. A holding portion 24 is provided in a portion facing the dynamic load shafts 22A and 22B. The holding portion 24 can hold the upper and lower portions of the test piece 26. The heat capacity of the dynamic load shafts 22 </ b> A and 22 </ b> B is larger than the heat capacity of the test piece 26.

本実施形態では、試験片26の一例として、長手方向の中央において、断面で両側の外形線が平行に現れる中央部26Cと、この中央部26Cの長手方向両端において、中央部26Cよりも太い被保持部26Hとを有する。被保持部26H及びその近傍部分において、試験片26は保持部24に保持される。なお、図2に示す例では、中央部26Cの長手方向の中央がさらに細い形状であるが、中央部26Cは長手方向に一定の幅(あるいは径)を有する形状でもよい。   In the present embodiment, as an example of the test piece 26, a central portion 26C in which outlines on both sides in a cross section appear in parallel in the center in the longitudinal direction, and a cover thicker than the central portion 26C at both longitudinal ends of the central portion 26C. Holding part 26H. The test piece 26 is held by the holding portion 24 in the held portion 26H and its vicinity. In the example shown in FIG. 2, the center in the longitudinal direction of the central portion 26 </ b> C has a narrower shape, but the central portion 26 </ b> C may have a shape having a certain width (or diameter) in the longitudinal direction.

さらに、力学負荷軸22A、22Bには、アクチュエータ等の力学負荷機構(図示省略)が備えられている。そして、保持部24の間で試験片26を挟みこんで保持した状態で、この力学負荷機構により、力学負荷を試験片26に作用せることができる。この力学負荷は、引張、圧縮(押込み)、回転、捻り等、特に限定されない。   Furthermore, the dynamic load shafts 22A and 22B are provided with a dynamic load mechanism (not shown) such as an actuator. The mechanical load can be applied to the test piece 26 by the mechanical load mechanism in a state where the test piece 26 is sandwiched and held between the holding portions 24. This mechanical load is not particularly limited, such as tension, compression (indentation), rotation, and twist.

図2及び図3から分かるように、力学負荷軸22A、22Bは、保持部24側の一部が試験槽14の内部に収容されているが、他の部分(保持部24の反対側の部分)は、試験槽14の外部に位置している。   As can be seen from FIGS. 2 and 3, the mechanical load shafts 22 </ b> A and 22 </ b> B are partly held inside the test chamber 14 on the holding part 24 side, but other parts (parts on the opposite side of the holding part 24). ) Is located outside the test chamber 14.

力学負荷軸22A、22Bには、力学負荷量検出器(図示省略)が取り付けられている。この力学負荷量検出器により、試験片26の変形量や変位量を検出できる。力学負荷検出器の例としては、ロードセルや変位計等を挙げることができる。   A mechanical load detector (not shown) is attached to the dynamic load shafts 22A and 22B. With this mechanical load detector, the deformation and displacement of the test piece 26 can be detected. Examples of the mechanical load detector include a load cell and a displacement meter.

試験槽14内の対向する内壁の一方(図2及び図3に示す例では上部14U)には、さらにパイプ28が貫通している。パイプ28の先端は、試験槽14の対向する壁の他方(図2に示す例では下部14S)に向けて延在されている。パイプ28の先端(下端)は閉じられており、試験槽14内の下部14Sに固定されている。パイプ28は、力学負荷軸22A、22Bと平行である。   A pipe 28 further passes through one of the opposing inner walls in the test tank 14 (upper part 14U in the examples shown in FIGS. 2 and 3). The tip of the pipe 28 extends toward the other wall (the lower portion 14S in the example shown in FIG. 2) of the opposing wall of the test chamber 14. The tip (lower end) of the pipe 28 is closed and fixed to the lower part 14 </ b> S in the test chamber 14. The pipe 28 is parallel to the dynamic load axes 22A and 22B.

図1〜図3に示すように、パイプ28において、試験槽14の外部に位置する部分には、温調ガスヒータ30が備えられている。この温調ガスヒータ30は、矢印F1で示すように、外部から流入された空気(圧縮ガス)を所定の温度でパイプ28内に送り込む部材である。以下、温度調整されたガスを「温調ガス」という。なお、パイプ28内に送り込むガスの風量を必要に応じて調整する風量調整器を、たとえば温調ガスヒータ30の上流側に設けてもよい。   As shown in FIGS. 1 to 3, a temperature control gas heater 30 is provided in a portion of the pipe 28 located outside the test tank 14. The temperature control gas heater 30 is a member that sends air (compressed gas) that flows in from the outside into the pipe 28 at a predetermined temperature, as indicated by an arrow F1. Hereinafter, the temperature-adjusted gas is referred to as “temperature-controlled gas”. An air volume adjuster that adjusts the air volume of the gas fed into the pipe 28 as necessary may be provided, for example, on the upstream side of the temperature control gas heater 30.

図6A及び図6Bに示すように、パイプ28には、長手方向に沿って一定間隔をあけて、複数のノズル32が形成されている。パイプ28内の温調ガスは、ノズル32を通って試験槽14内に導入される。ノズル32が形成されたパイプ28は、本発明の導入部材(吹付部材)の一例である。   As shown in FIGS. 6A and 6B, a plurality of nozzles 32 are formed in the pipe 28 at regular intervals along the longitudinal direction. The temperature control gas in the pipe 28 is introduced into the test chamber 14 through the nozzle 32. The pipe 28 in which the nozzle 32 is formed is an example of the introduction member (spraying member) of the present invention.

図7に示すように、ノズル32の向きは、試験片26と、試験槽14の内面との間に向かう向きである。換言すれば、矢印F2で示すように、パイプ28内の温調ガスが、試験片26と試験槽14の内面との間に導入されるように、ノズル32の向きが設定されている。   As shown in FIG. 7, the nozzle 32 is oriented between the test piece 26 and the inner surface of the test chamber 14. In other words, the direction of the nozzle 32 is set so that the temperature control gas in the pipe 28 is introduced between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14 as indicated by an arrow F2.

特に、本実施形態では、図3からわかるように、パイプ28が試験槽14の中央より後部14K側に近い位置に配置されている。そして、温調ガスが排気口34から出る方向(矢印F5方向)は、ノズル32からのガス導入方向F2と直交している。   In particular, in this embodiment, as can be seen from FIG. 3, the pipe 28 is disposed at a position closer to the rear portion 14 </ b> K side than the center of the test chamber 14. The direction in which the temperature control gas exits from the exhaust port 34 (the direction of the arrow F5) is orthogonal to the gas introduction direction F2 from the nozzle 32.

温調ガスの流速を均一化する観点から、たとえばノズル32の内径が4mmの場合であれば、ノズル32の直径は2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましい。   From the viewpoint of equalizing the flow rate of the temperature control gas, for example, when the inner diameter of the nozzle 32 is 4 mm, the diameter of the nozzle 32 is preferably 2 mm or less, and more preferably 1 mm or less.

パイプ28の内径はノズル32の直径の2倍以上が好ましく、4倍以上がより好ましい。これは、パイプ内径/ノズル直径の比が大きいほど、ノズル32のそれぞれから流出する温調ガスの流速の均一化を図ることができるからである。   The inner diameter of the pipe 28 is preferably at least twice the diameter of the nozzle 32, more preferably at least four times. This is because the larger the ratio of pipe inner diameter / nozzle diameter, the more uniform the flow rate of the temperature control gas flowing out from each of the nozzles 32 can be achieved.

試験片26の周囲では、図4に矢印F3で示すように、試験片26の近傍を回る温調ガスの流れが生じる。また、温調ガスの一部は、矢印F4で示すように試験片26の近傍から離れ、試験槽14の排気口34を設けた位置に向かう。   Around the test piece 26, as indicated by an arrow F3 in FIG. 4, a flow of temperature control gas around the test piece 26 occurs. Moreover, a part of temperature control gas leaves | separates from the vicinity of the test piece 26, as shown by arrow F4, and goes to the position which provided the exhaust port 34 of the test tank 14. FIG.

図1、図3〜図5に示すように、試験槽14には、複数の排気口34が形成されている。本実施形態では、排気口34のそれぞれはスリット状(細長い形状)である。図1及び図2から分かるように、排気口34は、試験槽14の上部14U、下部14S、前部14Z及び後部14Kにおいて、左側部14Hに近い位置(右側部14Mからは遠い位置)に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3 to 5, a plurality of exhaust ports 34 are formed in the test tank 14. In the present embodiment, each of the exhaust ports 34 has a slit shape (elongated shape). As can be seen from FIGS. 1 and 2, the exhaust port 34 is formed at a position close to the left side 14H (a position far from the right side 14M) in the upper part 14U, the lower part 14S, the front part 14Z and the rear part 14K of the test tank 14. Has been.

図3に示すように、排気口34は、パイプ28の排気口34から試験槽14への温調ガスの導入方向(図2の矢印F2方向)で見て、パイプ28(導入部材)を囲んでいる。   As shown in FIG. 3, the exhaust port 34 surrounds the pipe 28 (introduction member) when viewed from the exhaust port 34 of the pipe 28 in the introduction direction of the temperature control gas (in the direction of arrow F <b> 2 in FIG. 2). It is out.

複数の排気口34は、試験槽14内へ温調ガスが導入されると、すでに試験槽内に存在していたガスが排出されるのに十分な開口断面積を全体として有している。しかし、排気口34のそれぞれはスリット状であり、たとえば開口断面が円形の排気口(断面積は同じ)と比較して幅狭であるため、気体が排出される際の抵抗は大きい。   When the temperature control gas is introduced into the test chamber 14, the plurality of exhaust ports 34 as a whole have an opening cross-sectional area sufficient to discharge the gas that was already present in the test chamber. However, each of the exhaust ports 34 has a slit shape, and, for example, is narrower than an exhaust port having a circular opening cross section (having the same cross-sectional area), the resistance when the gas is discharged is large.

図8に示すように、排気口34が形成された位置L1における温調ガスの流れ方向を考える。温調ガスの導入方向(矢印F2方向)に対する、排気口34の角度θ1(試験槽14の内部から外部にガスが排出される方向、矢印F5方向)は、本実施形態では、90度である。   As shown in FIG. 8, the flow direction of the temperature control gas at the position L1 where the exhaust port 34 is formed will be considered. In this embodiment, the angle θ1 of the exhaust port 34 (the direction in which gas is discharged from the inside of the test chamber 14 to the outside, the direction of the arrow F5) with respect to the introduction direction of the temperature control gas (the direction of the arrow F2) is 90 degrees. .

図2に示すように、試験槽14内には、この試験槽14内の空気の温度(槽内温度)を検出する温度センサ36が設けられる。温度センサ36で検出された温度データは、制御装置38に送られる、制御装置38は、この温度データに基いて、温調ガスヒータ30を制御する。   As shown in FIG. 2, a temperature sensor 36 that detects the temperature of the air in the test tank 14 (temperature in the tank) is provided in the test tank 14. The temperature data detected by the temperature sensor 36 is sent to the control device 38. The control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on this temperature data.

次に、本実施形態の作用を説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

材料試験装置12を用いて、試験片26の試験を行う場合、図2及び図3に示すように、試験槽14内において、力学負荷軸22A、22Bの保持部24により試験片26を保持する。   When the test of the test piece 26 is performed using the material test apparatus 12, the test piece 26 is held by the holding portion 24 of the dynamic load shafts 22A and 22B in the test tank 14, as shown in FIGS. .

そして、温調ガスを温調ガスヒータ30により生成し、矢印F2で示すように、パイプ28内から試験槽14内に導入する。温調ガスの一部は、たとえば、矢印F3で示すように試験片26の周囲(近傍)を流れる。そして、試験片26が所定の温度(目標温度T0)となる。この状態で、力学負荷軸22A、22Bにより、試験片26に力学負荷を作用させる。試験槽14内のガスは、排気口34から排出される。   And the temperature control gas is produced | generated by the temperature control gas heater 30, and as shown by the arrow F2, it introduce | transduces in the test tank 14 from the inside of the pipe 28. FIG. A part of the temperature control gas flows around (near) the test piece 26 as indicated by an arrow F3, for example. And the test piece 26 becomes predetermined | prescribed temperature (target temperature T0). In this state, a mechanical load is applied to the test piece 26 by the dynamic load shafts 22A and 22B. The gas in the test chamber 14 is discharged from the exhaust port 34.

本実施形態では、図2及び図3から分かるように、試験槽14内において、力学負荷軸22A、22B(負荷部材20)の保持部24側の一部が試験槽14の内部に収容されているが、他の部分(保持部24の反対側の部分)は、試験槽14の外部に位置している。力学負荷軸22A、22Bの全体を試験槽内に収容する構造と比較して、試験槽14が小さい。このため、短時間で効率的に、試験片26を加熱あるいは冷却できる。   In this embodiment, as can be seen from FIG. 2 and FIG. 3, a part of the dynamic load shafts 22 </ b> A and 22 </ b> B (load member 20) on the holding portion 24 side is accommodated in the test tank 14. However, the other part (the part on the opposite side of the holding part 24) is located outside the test chamber 14. The test tank 14 is smaller than the structure in which the entire dynamic load shafts 22A and 22B are accommodated in the test tank. For this reason, the test piece 26 can be heated or cooled efficiently in a short time.

第一施形態では、図2に示すように、温度センサ36で検出された槽内温度に基いて、制御装置38が、温調ガスヒータ30を制御する。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on the temperature in the tank detected by the temperature sensor 36.

ここで、図9には、第一実施形態の材料試験装置12における、槽内温度と試験片26の温度の時間変化が示されている。また、図10には、第一比較例の材料試験装置における。試験槽内の温度と試験片の温度の時間変化が示されている。第一比較例の材料試験装置は、恒温槽内に負荷部材(第一実施形態の力学負荷軸に相当)の全体が収容された構造であり、さらに、恒温槽内には、内部の温度を調整するための加熱機器、冷却機器、及び、空気を循環させるファンが設けられている。第一比較例の材料試験装置の恒温槽と比較して、第一実施形態の材料試験装置12の試験槽14は小型であり、熱容量も小さい。   Here, FIG. 9 shows changes over time in the bath temperature and the temperature of the test piece 26 in the material test apparatus 12 of the first embodiment. FIG. 10 shows the material testing apparatus of the first comparative example. The time change of the temperature in a test tank and the temperature of a test piece is shown. The material testing apparatus of the first comparative example has a structure in which the entire load member (corresponding to the dynamic load shaft of the first embodiment) is accommodated in a thermostatic chamber. A heating device, a cooling device, and a fan for circulating air are provided for adjustment. Compared with the constant temperature bath of the material test apparatus of the first comparative example, the test tank 14 of the material test apparatus 12 of the first embodiment is small and has a small heat capacity.

図9と図10の比較から分かるように、第一比較例の材料試験装置では、槽内温度の上昇が遅いため、槽内温度が目標温度T0に達するのに、長い時間を要している。試験片の温度の変化は、槽内温度の温度変化よりも遅れるため、試験片が目標温度T0に達するには、さらに長い時間を要している。   As can be seen from the comparison between FIG. 9 and FIG. 10, in the material testing apparatus of the first comparative example, since the rise in the bath temperature is slow, it takes a long time for the bath temperature to reach the target temperature T0. . Since the change in the temperature of the test piece is delayed from the temperature change in the temperature in the bath, it takes a longer time for the test piece to reach the target temperature T0.

これに対し、第一実施形態の材料試験装置12では、第一比較例の材料試験装置よりも槽内温度の応答性が良いため、早く目標温度T0に到達している。また、第一実施形態の材料試験装置12では、槽内温度の温度変化が早い分、試験片26の温度変化も早いため、第一比較例の材料試験装置よりも短時間で、目標温度T0に到達している。特に、材料試験装置12においては、力学負荷軸22A、22Bの熱容量は、試験片26の熱容量より大きいが、このような材料試験装置12においても、試験片26の温度を迅速に目標温度に到達させることができる。   On the other hand, in the material test apparatus 12 of the first embodiment, since the responsiveness of the temperature in the tank is better than that of the material test apparatus of the first comparative example, the target temperature T0 is reached earlier. Further, in the material test apparatus 12 of the first embodiment, since the temperature change of the test piece 26 is also quick because the temperature change of the temperature in the tank is fast, the target temperature T0 is shorter in a shorter time than the material test apparatus of the first comparative example. Has reached. In particular, in the material test apparatus 12, the heat capacity of the dynamic load shafts 22A and 22B is larger than the heat capacity of the test piece 26, but also in such a material test apparatus 12, the temperature of the test piece 26 quickly reaches the target temperature. Can be made.

しかも、本実施形態の材料試験装置12では、試験槽14の内部に温調ガスを導入する構造であり、試験槽14内に加熱機器や冷却機器を配置する必要がない。すなわち、本実施形態の材料試験装置12では、試験槽14内に加熱機器や冷却機器を配置した構造と比較して試験槽14の内部の熱容量が小さいので、試験片26を迅速に加熱あるいは冷却できる。   In addition, the material testing apparatus 12 according to the present embodiment has a structure in which the temperature control gas is introduced into the test tank 14, and there is no need to arrange a heating device or a cooling device in the test tank 14. That is, in the material test apparatus 12 according to the present embodiment, the heat capacity inside the test tank 14 is small as compared with the structure in which the heating equipment and the cooling equipment are arranged in the test tank 14, so that the test piece 26 can be heated or cooled quickly. it can.

このように、本実施形態の材料試験装置12では、試験槽14自体が小型化されること、及び試験槽14内の熱容量が小さいこと、の相乗的な作用により、試験片26の迅速な加熱あるいは冷却が可能である。   As described above, in the material test apparatus 12 of this embodiment, the test piece 26 is rapidly heated by the synergistic action of the downsizing of the test tank 14 itself and the small heat capacity in the test tank 14. Alternatively, cooling is possible.

加えて、本実施形態の材料試験装置12では、試験槽14の外部から温調ガスを導入し、力学負荷軸22A、22Bと比較して熱容量が小さい試験片26に集中して熱を作用させる。すなわち、力学負荷軸22A、22Bの全体まで含めて加熱あるいは冷却する(目標温度にする)必要がない。このように、試験片26を集中して加熱あるいは冷却するので、試験片26を迅速に加熱あるいは冷却できる。   In addition, in the material test apparatus 12 of the present embodiment, a temperature control gas is introduced from the outside of the test tank 14, and heat is concentrated on the test piece 26 having a smaller heat capacity than the dynamic load shafts 22A and 22B. . That is, it is not necessary to heat or cool the entire dynamic load shafts 22A and 22B (to reach the target temperature). Thus, since the test piece 26 is concentratedly heated or cooled, the test piece 26 can be heated or cooled quickly.

本実施形態では、図7から分かるように、パイプ28のノズル32の向きは、試験片26と、試験槽14の内面との間に向かう向きである。これにより、パイプ28内の温調ガスが、図4に矢印F2及びF3で示すように試験片26と試験槽14の内面との間に導入され、試験片26を囲む温調ガスの流れが生成される。したがって、試験片を高周波で局所的に加熱する構造と比較して、試験片26の温度ムラを少なくし、温度の均一化を図ることができる。   In this embodiment, as can be seen from FIG. 7, the direction of the nozzle 32 of the pipe 28 is a direction toward the test piece 26 and the inner surface of the test chamber 14. Thereby, the temperature control gas in the pipe 28 is introduced between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14 as shown by arrows F2 and F3 in FIG. Generated. Therefore, compared with a structure in which the test piece is locally heated at a high frequency, the temperature unevenness of the test piece 26 can be reduced and the temperature can be made uniform.

なお、このように、温調ガスを試験片26と試験槽14の内面との間に導入する構造は、上記した導入部材、すなわち、パイプ28と、このパイプ28に形成されたノズル32を有する構造に限定されない。たとえば、試験槽14の槽壁を複数のチューブが貫通し、チューブのそれぞれの先端のノズルが、試験片26と試験槽14の内面との間に向かう構造でもよい。   In this way, the structure for introducing the temperature control gas between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14 has the introduction member, that is, the pipe 28 and the nozzle 32 formed on the pipe 28. It is not limited to the structure. For example, a structure may be adopted in which a plurality of tubes penetrate the tank wall of the test tank 14 and the nozzles at the respective tips of the tubes are directed between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14.

上記した第一実施形態のように、パイプ28にノズル32を形成した構造では、ノズル32をパイプ28に形成する簡単な構造で、導入部材を構成できる。   In the structure in which the nozzle 32 is formed on the pipe 28 as in the first embodiment described above, the introduction member can be configured with a simple structure in which the nozzle 32 is formed on the pipe 28.

そして、パイプ28に形成したノズル32を、試験片26と試験槽14の内面との間に向かうようにする簡単な構造で、温調ガスを、試験片26と試験槽14の内面との間に導入できる。   The temperature control gas is passed between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14 with a simple structure in which the nozzle 32 formed in the pipe 28 is directed between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14. Can be introduced.

なお、1本のパイプ28につき1つのノズル32を形成しても、温調ガスを、試験片26と試験槽14の内面との間に導入することは可能である。上記した第一実施形態のように、複数のノズル32が形成された構造では、複数のノズル32から温調ガスを試験槽14内に導入するので、試験槽14内の温度ムラを抑制する効果が高く、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   Even if one nozzle 32 is formed for one pipe 28, the temperature control gas can be introduced between the test piece 26 and the inner surface of the test tank 14. In the structure in which the plurality of nozzles 32 are formed as in the first embodiment described above, the temperature control gas is introduced from the plurality of nozzles 32 into the test tank 14, so that the temperature unevenness in the test tank 14 is suppressed. The temperature of the test piece 26 can be made uniform.

パイプ28は力学負荷軸22A、22B(試験片26)と平行であるので、力学負荷軸22A、22Bの軸方向に沿って温調ガスを試験槽14内に導入できる。これにより、試験槽14内の温度ムラを少なくして、試験片26の広い範囲で温度の均一化を図ることができる。   Since the pipe 28 is parallel to the dynamic load shafts 22A and 22B (test piece 26), the temperature control gas can be introduced into the test tank 14 along the axial direction of the dynamic load shafts 22A and 22B. Thereby, the temperature unevenness in the test tank 14 can be reduced, and the temperature can be made uniform over a wide range of the test piece 26.

第一実施形態の材料試験装置12では、排気口34が、パイプ28の排気口34からの温調ガスの導入方向(矢印F2方向)で見て、図3に示すようにパイプ28(導入部材)を囲んでいる。したがって、ノズル32から試験槽14内に導入され、排気口34に向かう温調ガスが特定の方向に流れることを抑制でき、試験槽14内に温調ガスを効果的に行き渡らせることができる。そしてこれにより、槽内温度の均一化を図り、さらには、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   In the material testing apparatus 12 of the first embodiment, the exhaust port 34 is viewed from the exhaust port 34 of the pipe 28 in the introduction direction of the temperature control gas (in the direction of arrow F2), as shown in FIG. ) Therefore, the temperature control gas introduced into the test chamber 14 from the nozzle 32 and directed to the exhaust port 34 can be prevented from flowing in a specific direction, and the temperature control gas can be effectively distributed in the test chamber 14. Thereby, the temperature in the tank can be made uniform, and further, the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

排気口34は、第一実施形態ではスリット状、すなわち細長い形状であり、このような形状の排気口34が、試験槽14を取り囲むように、上部14U、下部14S、前部14Z及び後部14Kに形成されている。したがって、試験槽14の内側から外側へ排出されるガスの偏りを少なくし、試験槽14の全体で排出量の均一化を図ることができる。これにより、試験槽14内で試験片26の周囲を温調ガスが均一可されて循環した後、試験槽14の外部に排出される。   In the first embodiment, the exhaust port 34 has a slit shape, that is, an elongated shape, and the exhaust port 34 having such a shape surrounds the test tank 14 in the upper portion 14U, the lower portion 14S, the front portion 14Z, and the rear portion 14K. Is formed. Therefore, the bias of the gas discharged from the inside to the outside of the test tank 14 can be reduced, and the discharge amount can be made uniform throughout the test tank 14. As a result, after the temperature control gas is uniformly circulated around the test piece 26 in the test tank 14, the gas is discharged outside the test tank 14.

また、排気口34はスリット状であることから、ガスが排気口34を流れる際の抵抗は、たとえば断面が円形の開口と比較して大きい。   Further, since the exhaust port 34 has a slit shape, the resistance when the gas flows through the exhaust port 34 is larger than, for example, an opening having a circular cross section.

ガスの流れの抵抗が小さい排気口が形成されていると、試験槽14の外部の空気が、排気口34を通じて試験槽14の内部に流入するおそれがある。また、ノズル32から導入された温調ガスの多くが、試験片26の周囲を循環する前に排気口から排出されてしまう事態が想定される。   If an exhaust port having a small gas flow resistance is formed, air outside the test chamber 14 may flow into the test chamber 14 through the exhaust port 34. Further, it is assumed that most of the temperature control gas introduced from the nozzle 32 is discharged from the exhaust port before circulating around the test piece 26.

これに対し、第一実施形態では、試験槽14の外部から内部への空気の流入が抑制される。さらに、排気口34を通じて試験槽14に外部へ温調ガスが流出する際に抵抗となり、温調ガスが排気口34内に温調ガスが入りづらくなる。これにより、試験槽14内で温調ガスが循環しやすい構造を実現している。このように、試験槽14内で温調ガスの循環を促進することで、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   On the other hand, in the first embodiment, the inflow of air from the outside to the inside of the test tank 14 is suppressed. Further, when the temperature control gas flows out to the test chamber 14 through the exhaust port 34, resistance is generated, and the temperature control gas is difficult to enter the exhaust port 34. Thereby, the structure in which the temperature control gas is easily circulated in the test tank 14 is realized. Thus, by promoting the circulation of the temperature control gas in the test tank 14, the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

なお、排気口34の全体では、試験槽14内への温調ガスの導入時に、試験槽内に存在していたガスが排出されるのに十分な開口断面積を有している。したがって、ノズル32からの温調ガスの導入に大きな抵抗が生じることはなく、試験槽14内のガスは速やかに排気口34から試験槽14の外部へ排出される。   Note that the entire exhaust port 34 has an opening cross-sectional area sufficient to discharge the gas existing in the test tank when the temperature control gas is introduced into the test tank 14. Accordingly, there is no great resistance to the introduction of the temperature control gas from the nozzle 32, and the gas in the test tank 14 is quickly discharged from the exhaust port 34 to the outside of the test tank 14.

なお、このように、試験槽14からのガスの排出に所定の抵抗を生じさせて温調ガスの循環を促進することができれば、排気口34の形状は上記したスリット状に限定されない。たとえば、排気口が、それぞれは微小な開口断面積を有する孔(微小孔)の集合体であっても、試験槽14からのガスの排出に、これら微小孔によって所定の抵抗を生じさせることが可能である。   As described above, the shape of the exhaust port 34 is not limited to the above-described slit shape as long as a predetermined resistance can be generated in the gas discharge from the test chamber 14 to promote the circulation of the temperature control gas. For example, even if the exhaust port is an aggregate of holes (micropores) each having a minute opening cross-sectional area, a predetermined resistance can be generated by the microholes in discharging the gas from the test chamber 14. Is possible.

図8に示すように、第一実施形態では、温調ガスの導入方向(矢印F2方向)に対し、排気口34の角度θ1(ガスの排出方向、矢印F5方向)は90度である。ここで、図11には、第二比較例として、この角度θ1が鋭角の構造が示されている。第二比較例では、排気口34内でのガスの流れ方向(矢印F5方向)が、温調ガスの流れ方向(矢印F2方向)に沿っている。すなわち、ノズル32から噴出された温調ガスが、排気口34内に直接的に入りやすい。   As shown in FIG. 8, in the first embodiment, the angle θ1 (gas discharge direction, arrow F5 direction) of the exhaust port 34 is 90 degrees with respect to the temperature control gas introduction direction (arrow F2 direction). Here, FIG. 11 shows a structure in which the angle θ1 is an acute angle as a second comparative example. In the second comparative example, the gas flow direction (arrow F5 direction) in the exhaust port 34 is along the temperature control gas flow direction (arrow F2 direction). That is, the temperature control gas ejected from the nozzle 32 easily enters the exhaust port 34 directly.

これに対し、排気口34の角度θ1を90度にすれば、第二比較例の構造よりも、ノズル32から噴出された温調ガスが直接的には排気口34内に入りづらいので、試験槽14内での温調ガスの循環を促進でき、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   On the other hand, if the angle θ1 of the exhaust port 34 is set to 90 degrees, the temperature control gas ejected from the nozzle 32 is less likely to enter the exhaust port 34 directly than in the structure of the second comparative example. The circulation of the temperature control gas in the tank 14 can be promoted, and the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

なお、第一実施形態の材料試験装置12において、このようにノズル32から噴出された温調ガスを直接的に排気口34内に入ることを抑制するには、図12に示すように、排気口34の角度θ1が鈍角の構造であってもよい。すなわち、排気口34の角度θ1は、90度以上180度以下の範囲であればよい。たとえば、試験槽14の左側部14Hにおいて、壁面の法線方向に排気口を形成すれば、この排気口の角度θ1は180度である。   In the material testing apparatus 12 of the first embodiment, in order to suppress the temperature control gas ejected from the nozzle 32 from directly entering the exhaust port 34, as shown in FIG. The structure may be such that the angle θ1 of the mouth 34 is an obtuse angle. That is, the angle θ1 of the exhaust port 34 may be in the range of 90 degrees to 180 degrees. For example, if an exhaust port is formed in the normal direction of the wall surface in the left side portion 14H of the test tank 14, the angle θ1 of the exhaust port is 180 degrees.

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the same elements, members, and the like as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図13に示すように、第二実施形態の材料試験装置42では、試験槽14内で、第一実施形態の温度センサ36に代えて、試験片26の温度を直接検出する温度センサ46が設けられる。温度センサ46で検出された温度データは、制御装置38に送られる。制御装置38は、この温度データに基いて、温調ガスヒータ30を制御する。   As shown in FIG. 13, in the material testing apparatus 42 of the second embodiment, a temperature sensor 46 that directly detects the temperature of the test piece 26 is provided in the test tank 14 instead of the temperature sensor 36 of the first embodiment. It is done. The temperature data detected by the temperature sensor 46 is sent to the control device 38. The control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on this temperature data.

このように、第二実施形態では、温度センサ36により、試験片26の温度を直接検出し、この検出結果に基いて、制御装置38が温調ガスヒータ30を制御する構成である。   Thus, in the second embodiment, the temperature sensor 36 directly detects the temperature of the test piece 26, and the control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on the detection result.

図14には、第二実施形態における槽内温度と試験片26の温度の時間変化が示されている。上記したように、本実施形態では試験槽14の容積が小さいので、槽内温度の応答性が早く、迅速に(短時間で)槽内温度を変化させることができる。   FIG. 14 shows changes over time in the bath temperature and the temperature of the test piece 26 in the second embodiment. As described above, in this embodiment, since the volume of the test tank 14 is small, the responsiveness of the temperature in the tank is fast, and the temperature in the tank can be changed quickly (in a short time).

特に、槽内温度の応答性が低い場合は、槽内温度の過度の上昇(いわゆる「オーバーシュート」)を回避するために、試験片の温度が所定の目標温度T0に達する前段階で槽内温度の上昇を緩やかにすることがある。これに対し、第二実施形態では、槽内温度を一時的に目標温度T0よりも高くした後、速やかに低下させることで、試験片26の温度変化の度合い(グラフ上での曲線の傾き)を目標温度T0付近まで維持する。これにより、試験片26の温度をさらに短時間で、目標温度T0に到達させることができる。   In particular, when the responsiveness of the temperature in the tank is low, in order to avoid an excessive increase in the temperature in the tank (so-called “overshoot”), the temperature of the test piece is in the stage before reaching the predetermined target temperature T0. May cause a gradual rise in temperature. On the other hand, in the second embodiment, the temperature in the bath is temporarily made higher than the target temperature T0, and then rapidly lowered, whereby the degree of temperature change of the test piece 26 (the slope of the curve on the graph). Is maintained up to near the target temperature T0. Thereby, the temperature of the test piece 26 can be made to reach the target temperature T0 in a shorter time.

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, elements, members, and the like similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図15〜図17に示すように、第三実施形態の材料試験装置52では、被覆部材の一例としての熱伝導体54を有する。熱伝導体54は、力学負荷軸22A、22Bよりも熱伝導率が高い(たとえば100W/m・k以上)の材料で形成されており、力学負荷軸22A、22Bの外周部分を覆っている。   As shown in FIGS. 15 to 17, the material testing apparatus 52 of the third embodiment includes a heat conductor 54 as an example of a covering member. The heat conductor 54 is formed of a material having a higher thermal conductivity (for example, 100 W / m · k or more) than the dynamic load shafts 22A and 22B, and covers the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B.

第三実施形態では、このように力学負荷軸22A、22Bの外周部分を熱伝導体54で覆っており、試験槽14内の温調ガスの熱が熱伝導体54に作用すると、熱伝導体54のより、力学負荷軸22A、22Bの外周部分に伝熱される。この熱伝導体54は、力学負荷軸22A、22Bよりも熱伝導率が高いので、熱伝導体54で力学負荷軸22A、22Bの外周部分を覆わない構造と比較して、力学負荷軸22A、22Bの外周部分の温度の均一化を図ることができる。これにより、力学負荷軸22A、22Bで力学負荷を試験片26に作用させたときの力学負荷軸22A、22Bの曲げ変形を抑制することができるので、試験片26に対する材料試験の信頼性や精度が高くなる。   In the third embodiment, when the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B are covered with the heat conductor 54 in this way, and the heat of the temperature control gas in the test tank 14 acts on the heat conductor 54, the heat conductor From 54, heat is transferred to the outer peripheral portion of the dynamic load shafts 22A, 22B. Since this thermal conductor 54 has higher thermal conductivity than the dynamic load shafts 22A and 22B, compared with a structure in which the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B are not covered with the thermal conductor 54, the dynamic load shafts 22A and 22B The temperature of the outer peripheral portion of 22B can be made uniform. Thereby, since the bending deformation of the mechanical load shafts 22A and 22B when the mechanical load is applied to the test piece 26 by the dynamic load shafts 22A and 22B can be suppressed, the reliability and accuracy of the material test for the test piece 26 are achieved. Becomes higher.

次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the same elements, members, and the like as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図18に示すように、第四実施形態の材料試験装置62では、試験槽64が上部64U、下部64S、左側部64H、右側部64M、前部(図示省略)及び後部(図示省略)を有する。そして、第一実施形態の材料試験装置12と比較して、試験槽64の上部64Uの下面が、力学負荷軸22Aの保持部24の近傍に位置し、試験槽64の下部64Sの上面が、力学負荷軸22Bの保持部24の近傍に位置している。したがって、第四実施形態の材料試験装置62では、第一実施形態の材料試験装置12の試験槽14と比較して、試験槽64の上下寸法が短く、小型化されている。試験槽64の内容積が小さいので、試験槽64の内部を所望の温度にするための時間が短くて済む。   As shown in FIG. 18, in the material test apparatus 62 of the fourth embodiment, the test tank 64 has an upper part 64U, a lower part 64S, a left side part 64H, a right side part 64M, a front part (not shown), and a rear part (not shown). . And compared with the material test apparatus 12 of 1st embodiment, the lower surface of the upper part 64U of the test tank 64 is located in the vicinity of the holding part 24 of the dynamic load shaft 22A, and the upper surface of the lower part 64S of the test tank 64 is It is located in the vicinity of the holding portion 24 of the dynamic load shaft 22B. Therefore, in the material test apparatus 62 of the fourth embodiment, the vertical dimension of the test tank 64 is shorter and smaller than the test tank 14 of the material test apparatus 12 of the first embodiment. Since the internal volume of the test tank 64 is small, it takes a short time to bring the inside of the test tank 64 to a desired temperature.

そして、力学負荷軸22A、22Bの保持部24側のごく一部が試験槽64内に収容されているが、他の大部分(保持部24の反対側の部分)は、試験槽64の外部に位置している。したがって、力学負荷軸22A、22Bの多くを試験槽内に収容する構造と比較して、力学負荷軸22A、22Bに移動する熱量が少ないので、より短時間で効率的に試験片26を加熱あるいは冷却できる。   A very small part of the dynamic load shafts 22A and 22B on the holding part 24 side is accommodated in the test tank 64, but the other most part (the part on the opposite side of the holding part 24) is outside the test tank 64. Is located. Therefore, compared to a structure in which most of the dynamic load shafts 22A and 22B are accommodated in the test chamber, the amount of heat transferred to the dynamic load shafts 22A and 22B is small, so that the test piece 26 can be efficiently heated in a shorter time. Can be cooled.

なお、第四実施形態において、図18に示す例では、第一実施形態と同様に、温度センサ36で槽内温度を検出する構成を挙げているが、第二実施形態や第三実施形態のように、試験片26の温度を検出してもよい。   In addition, in 4th embodiment, although the structure which detects the temperature in a tank with the temperature sensor 36 similarly to 1st embodiment is mentioned in the example shown in 1st Embodiment, 2nd Embodiment and 3rd Embodiment are mentioned. As described above, the temperature of the test piece 26 may be detected.

第四実施形態において、上部64U及び下部64Sの間隔をさらに短くし、実質的に保持部24の一部又は全部が試験槽64の外部に位置する構造としてもよい。   In 4th embodiment, it is good also as a structure where the space | interval of the upper part 64U and the lower part 64S is further shortened, and a part or all of the holding | maintenance part 24 is located outside the test tank 64 substantially.

次に、第五実施形態について説明する。第五実施形態において、第一実施形態〜第四実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, elements, members, and the like similar to those in the first embodiment to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図19に示すように、第五実施形態の材料試験装置72では、試験槽64を有する。試験槽74は、第四実施形態と同様に、第一実施形態の試験槽14よりも上下寸法が短い形状であり、小型化されている。   As shown in FIG. 19, the material test apparatus 72 of the fifth embodiment has a test tank 64. Similarly to the fourth embodiment, the test tank 74 has a shape whose vertical dimension is shorter than that of the test tank 14 of the first embodiment, and is downsized.

図20〜図22に示すように、第五実施形態に係る試験槽64の内部には、流路壁76が設けられている。流路壁76は、ノズル32(吹付部材)から試験片26の周囲を経て排気口34に至る温調ガスの流路が、試験槽64の容積より小さくなるように設けられている。   As shown in FIGS. 20-22, the flow-path wall 76 is provided in the inside of the test tank 64 which concerns on 5th embodiment. The flow path wall 76 is provided such that the temperature control gas flow path from the nozzle 32 (spraying member) to the exhaust port 34 through the periphery of the test piece 26 is smaller than the volume of the test tank 64.

具体的には、金属ケース19における右側部分(右側部64Mに近い部分)が、力学負荷軸22A、22B及び試験片26の近傍で力学負荷軸22A、22B及び試験片26に対向する対向壁76Aを形成している。そして、前部分及び後部分(前部64Z及び後部64Kに近い部分)が、対向壁76Aから傾斜する傾斜壁76B、76Cを構成している。   Specifically, the right side portion (the portion close to the right side portion 64M) of the metal case 19 is opposed to the mechanical load shafts 22A and 22B and the test piece 26 in the vicinity of the dynamic load shafts 22A and 22B and the test piece 26. Is forming. The front portion and the rear portion (portions close to the front portion 64Z and the rear portion 64K) constitute inclined walls 76B and 76C that are inclined from the opposing wall 76A.

図21及び図22に示すように、後側の傾斜壁76Cは、前側の傾斜壁76Cよりもパイプ28に近い。換言すれば、傾斜壁76Cは、ノズル32から噴出した温調ガスの流れ方向(矢印F6方向)の上流側にある。そして、傾斜壁76Cは、後部64Kに近い位置では、温調ガスの実質的な流路幅を試験片26に接近するに従って漸減させている。   As shown in FIGS. 21 and 22, the rear inclined wall 76C is closer to the pipe 28 than the front inclined wall 76C. In other words, the inclined wall 76C is on the upstream side in the flow direction of the temperature control gas ejected from the nozzle 32 (arrow F6 direction). The inclined wall 76C gradually decreases the substantial flow path width of the temperature control gas as it approaches the test piece 26 at a position close to the rear portion 64K.

これに対し、前側の傾斜壁76Bは、後側の傾斜壁76Cよりもノズル32から遠く、ノズル32から噴出した温調ガスの流れ方向(矢印F6方向)の下流側にある。そして、傾斜壁76Bは、前部64Zに近い位置では、試験片26の近傍から排気口34に向かう温調ガスの流れ方向で、温調ガスの実質的な流路幅を排気口34に向かって漸増させている。   On the other hand, the front inclined wall 76B is farther from the nozzle 32 than the rear inclined wall 76C and is downstream of the flow direction of the temperature control gas ejected from the nozzle 32 (arrow F6 direction). The inclined wall 76B has a substantial flow path width of the temperature control gas toward the exhaust port 34 in the flow direction of the temperature control gas from the vicinity of the test piece 26 toward the exhaust port 34 at a position close to the front portion 64Z. Gradually increasing.

対向壁76Aは、ノズル32から噴出した温調ガスの流れ方向の中流位置にある。対向壁76Aの位置では、温調ガスの流路幅が、傾斜壁76B、76Cの位置よりも狭い部分を構成している。   The facing wall 76 </ b> A is at a midstream position in the flow direction of the temperature control gas ejected from the nozzle 32. At the position of the facing wall 76A, the flow path width of the temperature control gas constitutes a portion that is narrower than the positions of the inclined walls 76B and 76C.

第五実施形態において、流路壁76は、このように対向壁76Aと傾斜壁76B、74Cとを有しており、この流路壁76は、金属ケース19の一部により構成される(金属ケース19が流路壁76の一部を兼ねている)。   In the fifth embodiment, the flow path wall 76 thus includes the opposing wall 76A and the inclined walls 76B and 74C, and the flow path wall 76 is configured by a part of the metal case 19 (metal). The case 19 also serves as a part of the flow path wall 76).

第五実施形態の材料試験装置72では、このような流路壁76を有しているので、ノズル32から試験片26の周囲を経て排気口34に至る温調ガスの流れ(矢印F6で示す)が、試験片26の周囲に沿うように案内される。   Since the material test apparatus 72 of the fifth embodiment has such a flow path wall 76, the flow of the temperature control gas from the nozzle 32 to the exhaust port 34 through the periphery of the test piece 26 (shown by an arrow F6). ) Is guided along the periphery of the test piece 26.

図20〜図21においては、流路壁76が形成されていない場合の、試験槽64の内面位置を二点鎖線79で示している。この二点鎖線79で示す範囲の体積(容積)と比較して、第五実施形態の材料試験装置72では、実質的な温調ガスの流路の体積(容積)が小さい。   20 to 21, the inner surface position of the test tank 64 when the flow path wall 76 is not formed is indicated by a two-dot chain line 79. Compared to the volume (volume) in the range indicated by the two-dot chain line 79, the material test device 72 of the fifth embodiment has a substantially smaller volume (volume) of the temperature control gas flow path.

このように、第五実施形態の材料試験装置72では、試験槽64内の実質的な容積を小さくしていると言える。これにより、試験片26の周囲を流れる温調ガスの流速が速くなり、単位時間当たりの流量が増加する。このため、より迅速に試験片26を加熱及び冷却できる。   Thus, it can be said that the substantial volume in the test tank 64 is reduced in the material test apparatus 72 of the fifth embodiment. Thereby, the flow rate of the temperature control gas flowing around the test piece 26 is increased, and the flow rate per unit time is increased. For this reason, the test piece 26 can be heated and cooled more rapidly.

また、第五実施形態の材料試験装置72では、試験片26を加熱及び冷却する効率が高い。このため、流路壁76を有さない構造材料試験装置と同じ加熱・冷却速度を得るための温調ガスの流量を減らすことも可能である。   Moreover, in the material test apparatus 72 of 5th embodiment, the efficiency which heats and cools the test piece 26 is high. For this reason, it is also possible to reduce the flow rate of the temperature control gas for obtaining the same heating / cooling rate as that of the structural material test apparatus that does not have the flow path wall 76.

次に、第六実施形態について説明する。第六実施形態において、第一実施形態〜第五実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, elements, members, and the like that are the same as in the first to fifth embodiments are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

図23〜図25に示すように、第六実施形態の材料試験装置112の試験槽114は、第四実施形態及び第五実施形態の試験槽64と同様に、第一実施形態の材料試験装置12の試験槽14と比較して、試験槽114の上下寸法が短く、小型化されている。試験槽114の内容積が小さいので、試験槽114の内部を所望の温度にするための時間が短くて済む。   As shown in FIGS. 23 to 25, the test tank 114 of the material test apparatus 112 according to the sixth embodiment is similar to the test tank 64 according to the fourth embodiment and the fifth embodiment. Compared with the twelve test tanks 14, the vertical dimension of the test tank 114 is shorter and the size is reduced. Since the internal volume of the test tank 114 is small, it takes a short time to bring the inside of the test tank 114 to a desired temperature.

第六実施形態の試験槽114では、パイプ28は複数本(図23及び図24に示す例では2本)である。そして、温調ガスヒータ30には、温調ガスが流れ出る合流管31が接続されており、合流管31から、2本のパイプ28が分岐する。すなわち、2本のパイプ28で温調ガスヒータ30が共用されている。   In the test tank 114 of the sixth embodiment, there are a plurality of pipes 28 (two in the example shown in FIGS. 23 and 24). The temperature adjusting gas heater 30 is connected to a merging pipe 31 from which the temperature adjusting gas flows, and the two pipes 28 are branched from the merging pipe 31. That is, the temperature control gas heater 30 is shared by the two pipes 28.

図28A及び図28Bに示すように、第六実施形態のパイプ28においても、長手方向に沿って一定間隔をあけて、複数のノズル32が形成されている。パイプ28内の温調ガスは、ノズル32を通って試験槽114内に導入される。ノズル32が形成されたパイプ28は、本発明の吹付部材の一例である。   As shown in FIGS. 28A and 28B, also in the pipe 28 of the sixth embodiment, a plurality of nozzles 32 are formed at regular intervals along the longitudinal direction. The temperature control gas in the pipe 28 is introduced into the test tank 114 through the nozzle 32. The pipe 28 in which the nozzle 32 is formed is an example of the spray member of the present invention.

図26及び図29に示すように、第六実施形態において、ノズル32の向きは、試験片26と対向する向きである。換言すれば、矢印F2で示すように、パイプ28内の温調ガスがノズル32から吹出されると、試験片26に吹付けられるように、ノズル32の向きが設定されている。特に第六実施形態では、試験片26の中心CTの位置に温調ガスが向かうように、ノズル32が試験片26と対向している。ノズル32から吹出される温調ガスの中心線(流れ中心線FC−1)は、試験片26の中心CTに向かう。したがって、試験片26が存在しない場合を想定すると、中心CTの位置が、2つの温調ガスの衝突点である。   As shown in FIGS. 26 and 29, in the sixth embodiment, the direction of the nozzle 32 is the direction facing the test piece 26. In other words, the direction of the nozzle 32 is set so that when the temperature control gas in the pipe 28 is blown from the nozzle 32 as indicated by the arrow F2, the test piece 26 is blown. In particular, in the sixth embodiment, the nozzle 32 faces the test piece 26 so that the temperature control gas is directed to the position of the center CT of the test piece 26. The center line (flow center line FC-1) of the temperature control gas blown out from the nozzle 32 is directed to the center CT of the test piece 26. Therefore, assuming that the test piece 26 does not exist, the position of the center CT is the collision point of the two temperature control gases.

図24、図26及び図29に示すように、第六実施形態では、2本のパイプ28は、試験片26を中心として対称の位置である。換言すれば、2本のパイプ28は、試験片26の周囲において、中心角θ2を180度として分散配置されている。   As shown in FIGS. 24, 26, and 29, in the sixth embodiment, the two pipes 28 are symmetrical positions about the test piece 26. In other words, the two pipes 28 are dispersedly arranged around the test piece 26 with the central angle θ2 being 180 degrees.

このように、パイプ28を、試験片26を中心として対称に配置したことで、パイプ28に形成された複数のノズル32も、試験片26を中心として対称に位置している。換言すれば、複数のノズル32は、パイプ28ごとに、試験片26の周囲において中心角180度で分散配置されている。   As described above, the pipes 28 are arranged symmetrically with respect to the test piece 26, so that the plurality of nozzles 32 formed on the pipe 28 are also located symmetrically with respect to the test piece 26. In other words, the plurality of nozzles 32 are dispersedly arranged at a central angle of 180 degrees around the test piece 26 for each pipe 28.

また、第六実施形態では、図24及び図26に示すように、パイプ28が試験槽114の奥行方向では中央で、且つ左右方向では、右側部114M又は左側部114Hに近い位置に配置されている。   In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 24 and 26, the pipe 28 is arranged at the center in the depth direction of the test chamber 114 and at a position close to the right side 114M or the left side 114H in the left-right direction. Yes.

第六実施形態において、温調ガスの流速を均一化する観点から、たとえばパイプ28の内径が4mmの場合であれば、ノズル32の直径は2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましい。   In the sixth embodiment, from the viewpoint of making the flow rate of the temperature control gas uniform, for example, when the inner diameter of the pipe 28 is 4 mm, the diameter of the nozzle 32 is preferably 2 mm or less, and more preferably 1 mm or less.

第六実施形態において、パイプ28の内径はノズル32の直径の2倍以上が好ましく、4倍以上がより好ましい。これは、パイプ内径/ノズル直径の比が大きいほど、ノズル32のそれぞれから流出する温調ガスの流速の均一化を図ることができるからである。   In the sixth embodiment, the inner diameter of the pipe 28 is preferably at least twice the diameter of the nozzle 32, more preferably at least four times. This is because the larger the ratio of pipe inner diameter / nozzle diameter, the more uniform the flow rate of the temperature control gas flowing out from each of the nozzles 32 can be achieved.

第六実施形態では、上記したように、ノズル32から吹出される温調ガスの流れの中心線(流れ中心線FC−1)は、試験片26の中心CTに向かう。これにより、試験片26の中心CTに向かって温調ガスが当たるので、試験片26の周囲では、試験片26の近傍を温ガスが流れる。そして、温調ガスは、矢印F4で示すように試験片26の近傍から離れ、試験槽14の内面に向かう。試験片26の周囲に分散して複数本(2本)のパイプ28が位置し、これらのパイプ28にノズル32が形成されているので、ノズル32も試験片26の周囲に分散して配置されている。このように、複数のノズル32が試験片26の周囲に分散して配置されることで、試験片26を囲んで、温調ガスの流れが生じる構造が実現されている。   In the sixth embodiment, as described above, the center line (flow center line FC-1) of the flow of the temperature control gas blown from the nozzle 32 is directed to the center CT of the test piece 26. Thereby, since the temperature control gas hits toward the center CT of the test piece 26, the warm gas flows in the vicinity of the test piece 26 around the test piece 26. And the temperature control gas leaves | separates from the vicinity of the test piece 26, as shown by arrow F4, and goes to the inner surface of the test tank 14. FIG. Since a plurality of (two) pipes 28 are located around the test piece 26 and nozzles 32 are formed on these pipes 28, the nozzles 32 are also arranged around the test piece 26. ing. As described above, the plurality of nozzles 32 are arranged in a distributed manner around the test piece 26, thereby realizing a structure in which the temperature control gas flows around the test piece 26.

図23、図25〜図27に示すように、第六実施形態では、排気口34は、試験槽114の上部114U、下部114S、前部114Z及び後部114Kにおいて、左側部114Hに近い位置及び右側部114Mに近い位置に形成されている。   As shown in FIGS. 23 and 25 to 27, in the sixth embodiment, the exhaust port 34 is located at a position close to the left side 114H and on the right side in the upper part 114U, the lower part 114S, the front part 114Z and the rear part 114K of the test tank 114 It is formed at a position close to the portion 114M.

図25に示すように、排気口34は、パイプ28の排気口34から試験槽114への温調ガスの導入方向(図2の矢印F2方向)で見て、パイプ28(吹付部材)を囲んでいる。   As shown in FIG. 25, the exhaust port 34 surrounds the pipe 28 (spraying member) when viewed from the exhaust port 34 of the pipe 28 in the introduction direction of the temperature control gas (in the direction of arrow F2 in FIG. 2). It is out.

複数の排気口34は、第一実施形態と同様に、試験槽114内へ温調ガスが導入されると、すでに試験槽114内に存在していたガスが排出されるのに十分な開口断面積を全体として有している。しかし、排気口34のそれぞれはスリット状であり、たとえば同一の開口断面で、開口断面形状が円形の排気口と比較して幅狭であるため、気体が排出される際の抵抗は大きい。   As in the first embodiment, when the temperature control gas is introduced into the test chamber 114, the plurality of exhaust ports 34 have sufficient opening cuts so that the gas already existing in the test chamber 114 is exhausted. It has an area as a whole. However, since each of the exhaust ports 34 has a slit shape, for example, the opening cross-sectional shape is narrower than that of a circular exhaust port having the same opening cross section, the resistance when the gas is discharged is large.

図30に示すように、試験槽114を水平方向の断面で見た場合、排気口34のそれぞれに対し、複数のノズル32のいずれか一方が、排気口34の近傍に位置する。たとえば、図4において左側に現れる排気口34Hに対しては、ノズル32Hが相対的に近くに位置しており、右側に現れる排気口34Mに対しては、ノズル32Mが相対的に近くに位置している。   As shown in FIG. 30, when the test tank 114 is viewed in a cross section in the horizontal direction, one of the plurality of nozzles 32 is located in the vicinity of the exhaust port 34 with respect to each of the exhaust ports 34. For example, in FIG. 4, the nozzle 32H is located relatively close to the exhaust port 34H appearing on the left side, and the nozzle 32M is located relatively close to the exhaust port 34M appearing on the right side. ing.

ここで、排気口34と、その近傍のノズル32(たとえば図30では排気口34Hとノズル32Hを示している)とを考える。ノズル32からの温調ガスの吹付方向(矢印F2方向)に対し、排気口34の角度θ1(試験槽114の内部から外部にガスが排出される方向、矢印F5方向)は、本実施形態では90度である。   Here, consider the exhaust port 34 and the nozzle 32 in the vicinity thereof (for example, FIG. 30 shows the exhaust port 34H and the nozzle 32H). In the present embodiment, the angle θ1 of the exhaust port 34 (the direction in which gas is discharged from the inside of the test tank 114 to the outside, the direction of the arrow F5) with respect to the blowing direction of the temperature control gas from the nozzle 32 (the direction of the arrow F2). 90 degrees.

なお、試験槽114の上部114U及び下部114Sにも排気口34が形成される。たとえば、上部114Uの排気口34については、相対的に近くにあるパイプ28において最も上にあるノズル32が「近傍」に位置するノズルであると言える。同様に、下部114Sの排気口34については、相対的に近くにあるパイプ28において最も下にあるノズルが「近傍」に位置するノズルであると言える。   An exhaust port 34 is also formed in the upper part 114U and the lower part 114S of the test tank 114. For example, with respect to the exhaust port 34 of the upper portion 114U, it can be said that the uppermost nozzle 32 in the relatively close pipe 28 is a nozzle located in the "near" position. Similarly, with respect to the exhaust port 34 of the lower portion 114S, it can be said that the lowermost nozzle in the relatively close pipe 28 is a nozzle located in the “vicinity”.

図24に示すように、試験槽114内には、試験片26の温度を検出する温度センサ36が設けられる。温度センサ36で検出された温度データは、制御装置38に送られる、制御装置38は、この温度データに基いて、温調ガスヒータ30を制御する。   As shown in FIG. 24, a temperature sensor 36 that detects the temperature of the test piece 26 is provided in the test tank 114. The temperature data detected by the temperature sensor 36 is sent to the control device 38. The control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on this temperature data.

このような構成とされた第六実施形態の材料試験装置112においても、試験片26の試験を行う場合、図24に示すように、試験槽114内において、力学負荷軸22A、22Bの保持部24により試験片26を保持する。   Also in the material testing apparatus 112 of the sixth embodiment configured as described above, when the test of the test piece 26 is performed, the holding portions of the dynamic load shafts 22A and 22B are provided in the test tank 114 as shown in FIG. 24 holds the test piece 26.

そして、温調ガスヒータ30により温調ガスを生成し、矢印F2で示すように、パイプ28内から試験槽114内に導入する。   And the temperature control gas heater 30 produces | generates temperature control gas, and as shown by the arrow F2, it introduce | transduces into the test tank 114 from the inside of the pipe 28. FIG.

第六実施形態では、パイプ28のノズル32が試験片26と対向しており、ノズル32からの温調ガスが、試験片26に直接的に吹付けられる。このため、温調ガスが、試験片26に直接的に吹付けられない構造と比較して、試験片26の温度を迅速に変化させることができる。温調ガスは、試験片26に吹付けられた後、試験片26を囲む流れが生じる。なお、試験片26を保持部24に保持していない状態では、ノズル32からの温調ガスが、試験片26の中心CTの位置で衝突するため、中心CTは温調ガスの衝突点でもある。   In the sixth embodiment, the nozzle 32 of the pipe 28 faces the test piece 26, and the temperature control gas from the nozzle 32 is blown directly onto the test piece 26. For this reason, the temperature of the test piece 26 can be rapidly changed compared with the structure where temperature control gas is not sprayed directly on the test piece 26. After the temperature control gas is sprayed on the test piece 26, a flow surrounding the test piece 26 is generated. In the state where the test piece 26 is not held by the holding portion 24, the temperature control gas from the nozzle 32 collides at the position of the center CT of the test piece 26, so the center CT is also a temperature control gas collision point. .

その後、試験槽114内のガスは、排気口34から排出される。   Thereafter, the gas in the test chamber 114 is discharged from the exhaust port 34.

第六実施形態においても、試験槽114内で、力学負荷軸22A、22B(負荷部材20)の保持部24側の一部が試験槽114の内部に収容されているが、他の部分(保持部24の反対側の部分)は試験槽114の外部に位置している。力学負荷軸22A、22Bの全体を試験槽内に収容する構造と比較して、試験槽114が小さい。このため、短時間で効率的に、試験片26を加熱あるいは冷却できる。   Also in the sixth embodiment, a part of the dynamic load shafts 22A and 22B (load member 20) on the holding part 24 side is accommodated in the test tank 114 in the test tank 114, but the other part (holding) The portion on the opposite side of the portion 24) is located outside the test chamber 114. The test tank 114 is smaller than the structure in which the entire dynamic load shafts 22A and 22B are accommodated in the test tank. For this reason, the test piece 26 can be heated or cooled efficiently in a short time.

第六施形態では、図2に示すように、温度センサ36で検出された試験片26の温度に基いて、制御装置38が、温調ガスヒータ30を制御する。   In the sixth embodiment, as shown in FIG. 2, the control device 38 controls the temperature control gas heater 30 based on the temperature of the test piece 26 detected by the temperature sensor 36.

第六実施形態の材料試験装置112では、試験槽114の内部に温調ガスを導入する構造であり、試験槽114内に加熱機器や冷却機器を配置する必要がない。すなわち、第六実施形態の材料試験装置112では、試験槽114内に加熱機器や冷却機器を配置した構造と比較して試験槽114の内部の熱容量が小さいので、試験片26を迅速に加熱あるいは冷却できる。   The material testing apparatus 112 of the sixth embodiment has a structure in which a temperature control gas is introduced into the test tank 114, and there is no need to arrange a heating device or a cooling device in the test tank 114. That is, in the material test apparatus 112 of the sixth embodiment, the heat capacity inside the test tank 114 is small compared to the structure in which the heating equipment and the cooling equipment are arranged in the test tank 114, so that the test piece 26 can be heated quickly or Can be cooled.

このように、第六実施形態の材料試験装置112では、試験片26に直接的に温調ガスを吹き付けるだけでなく、試験槽114自体の小型化や、試験槽114内の熱容量が小さいこと、の相乗的な作用により、試験片26の迅速な加熱あるいは冷却が可能である。   As described above, in the material testing apparatus 112 of the sixth embodiment, not only the temperature control gas is blown directly on the test piece 26, but also the test tank 114 itself is downsized and the heat capacity in the test tank 114 is small. Thus, the test piece 26 can be heated or cooled rapidly.

加えて、第六実施形態の材料試験装置112では、試験槽114の外部から温調ガスを導入し、力学負荷軸22A、22Bと比較して熱容量が小さい試験片26に集中して熱を作用させる。すなわち、力学負荷軸22A、22Bまで含めて加熱あるいは冷却する(目標温度にする)必要がない。このように、試験片26を集中して加熱あるいは冷却するので、試験片26を迅速に加熱あるいは冷却できる。   In addition, in the material test apparatus 112 of the sixth embodiment, temperature control gas is introduced from the outside of the test tank 114, and heat is concentrated on the test piece 26 having a smaller heat capacity than the dynamic load shafts 22A and 22B. Let That is, it is not necessary to heat or cool the dynamic load shafts 22A and 22B (to reach the target temperature). Thus, since the test piece 26 is concentratedly heated or cooled, the test piece 26 can be heated or cooled quickly.

第六実施形態では、図24及び図26に示すように、複数本(2本)のパイプ28を有している。図29にも示すように、これら2本のパイプ28は、試験片26を中心として対称の位置で分散配置されている。ここで、たとえば、パイプが試験片26に対し狭い範囲に偏在して配置される構成を想定する。たとえば、1本のパイプのみが配置された構成や、複数のパイプが狭い範囲に集中して配置された構成等である。このようにパイプが偏在している構成では、水平方向の断面で見てノズルの位置も偏在するため、温調ガスが試験片に当たったときに、試験片の温度分布の対称性が低くなり、試験片に温度のムラが生じやすいという課題がある。このようにノズルの位置が偏在した例と比較して、第六実施形態の材料試験装置112では、温調ガスが当たったときの試験片26の温度分布の均一化及び対称化を図ることができる。たとえば、第六実施形態では、図29の断面における試験片26の温度分布は、図29において左右対称に近い分布となる。   In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 24 and 26, a plurality of (two) pipes 28 are provided. As shown also in FIG. 29, these two pipes 28 are distributed at symmetrical positions with the test piece 26 as the center. Here, for example, a configuration is assumed in which the pipes are unevenly distributed in a narrow range with respect to the test piece 26. For example, there are a configuration in which only one pipe is arranged, a configuration in which a plurality of pipes are arranged in a narrow range, and the like. In such a configuration in which the pipes are unevenly distributed, the nozzle position is also unevenly distributed as viewed in the horizontal cross section, and therefore, when the temperature control gas hits the test piece, the symmetry of the temperature distribution of the test piece becomes low. There is a problem that temperature unevenness tends to occur in the test piece. In this way, in the material test apparatus 112 of the sixth embodiment, the temperature distribution of the test piece 26 when the temperature control gas hits can be made uniform and symmetric as compared with the example in which the nozzle positions are unevenly distributed. it can. For example, in the sixth embodiment, the temperature distribution of the test piece 26 in the cross section of FIG. 29 is a distribution that is nearly symmetrical in FIG.

そして、試験片26の温度分布の対称化を図ることで、試験片26の熱膨張差に起因する曲げ歪が生じにくくなるため、材料試験の信頼性を高めることができる。   Then, by symmetrizing the temperature distribution of the test piece 26, bending strain due to the difference in thermal expansion of the test piece 26 is less likely to occur, so the reliability of the material test can be improved.

なお、このように、温調ガスを試験片26に直接的に吹付ける構造は、上記したパイプ28と、このパイプ28に形成されたノズル32を有する構造に限定されない。たとえば、試験槽114の槽壁を複数のチューブが貫通し、チューブのそれぞれの先端のノズルが、試験片26と対向する構造でもよい。上記した第六実施形態のように、パイプ28にノズル32を形成した構造では、ノズル32をパイプ28に形成する簡単且つ熱容量が小さい構造で、吹付部材を構成できる。   In this way, the structure in which the temperature control gas is directly blown onto the test piece 26 is not limited to the structure having the pipe 28 and the nozzle 32 formed in the pipe 28. For example, a structure may be employed in which a plurality of tubes pass through the tank wall of the test tank 114 and the nozzle at the tip of each tube faces the test piece 26. In the structure in which the nozzle 32 is formed on the pipe 28 as in the sixth embodiment described above, the spray member can be configured with a simple structure in which the nozzle 32 is formed on the pipe 28 and a small heat capacity.

そして、パイプ28に形成したノズル32を、試験片26に対向させる簡単な構造で、温調ガスを、試験片26に効率的に吹き付けることができる。   The temperature control gas can be efficiently blown onto the test piece 26 with a simple structure in which the nozzle 32 formed on the pipe 28 is opposed to the test piece 26.

なお、1本のパイプ28あたり1つのノズル32を形成しても、試験片26の周囲に複数本のパイプ28を散配置すれば、温調ガスを試験片26に対し直接的に吹付けることは可能である。上記した第六実施形態のように、1本のパイプ28に複数のノズル32が形成された構造では、試験槽114の上下方向で複数のノズル32から温調ガスを試験槽114内に導入する構造が実現される。このため、試験槽114内の温度ムラを抑制する効果が高く、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   Even if one nozzle 32 is formed per one pipe 28, if a plurality of pipes 28 are scattered around the test piece 26, the temperature control gas can be directly blown onto the test piece 26. Is possible. In the structure in which a plurality of nozzles 32 are formed on one pipe 28 as in the sixth embodiment described above, temperature control gas is introduced into the test chamber 114 from the plurality of nozzles 32 in the vertical direction of the test chamber 114. A structure is realized. For this reason, the effect of suppressing temperature unevenness in the test tank 114 is high, and the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

パイプ28は力学負荷軸22A、22B(試験片26)と平行であるので、力学負荷軸22A、22Bの軸方向に沿って温調ガスを試験片26に吹付けることができる。これにより、試験片26に対してもその軸方向に沿って温調ガスを吹き付けるので、試験片26の軸方向での温度ムラを少なくして、試験片26の広い範囲で温度の均一化を図ることができる。   Since the pipe 28 is parallel to the dynamic load shafts 22A and 22B (test piece 26), the temperature control gas can be sprayed onto the test piece 26 along the axial direction of the dynamic load shafts 22A and 22B. As a result, since the temperature control gas is blown along the axial direction of the test piece 26 as well, the temperature unevenness in the axial direction of the test piece 26 is reduced and the temperature of the test piece 26 is made uniform over a wide range. Can be planned.

第六実施形態の材料試験装置112では、排気口34が、パイプ28の排気口34からの温調ガスの導入方向(矢印F2方向)で見て、図25に示すようにパイプ28(吹付部材)を囲んでいる。したがって、ノズル32から試験槽114内に導入され、排気口34に向かう温調ガスが特定の方向に流れることを抑制でき、試験槽114内に温調ガスを効果的に行き渡らせることができる。そしてこれにより、槽内温度の均一化を図り、さらには、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   In the material testing apparatus 112 of the sixth embodiment, the exhaust port 34 is viewed from the exhaust port 34 of the pipe 28 in the introduction direction of the temperature control gas (direction of the arrow F2), as shown in FIG. ) Therefore, it is possible to suppress the temperature control gas introduced from the nozzle 32 into the test chamber 114 and flowing toward the exhaust port 34 in a specific direction, and the temperature control gas can be effectively distributed in the test chamber 114. Thereby, the temperature in the tank can be made uniform, and further, the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

排気口34は、第六実施形態ではスリット状、すなわち細長い形状であり、このような形状の排気口34が、試験槽114を取り囲むように、上部114U、下部114S、前部114Z及び後部114Kに形成されている。したがって、試験槽114の内側から外側へ排出されるガスの偏りを少なくし、試験槽114の全体で排出量の均一化を図ることができる。これにより、試験槽114内で試験片26の周囲を温調ガスが均一されて循環した後、試験槽114の外部に排出される。   In the sixth embodiment, the exhaust port 34 has a slit shape, that is, an elongated shape, and the exhaust port 34 having such a shape surrounds the test chamber 114 at the upper part 114U, the lower part 114S, the front part 114Z, and the rear part 114K. Is formed. Therefore, the deviation of the gas discharged from the inside to the outside of the test tank 114 can be reduced, and the discharge amount can be made uniform throughout the test tank 114. As a result, the temperature control gas is made uniform and circulates around the test piece 26 in the test tank 114, and then discharged to the outside of the test tank 114.

また、排気口34はスリット状であることから、ガスが排気口34を流れる際の抵抗は、同一の断面積でたとえば断面が円形の排気口と比較して大きい。   Further, since the exhaust port 34 has a slit shape, the resistance when gas flows through the exhaust port 34 is larger than that of an exhaust port having the same cross-sectional area and a circular cross section, for example.

ここで、ガスの流れの抵抗が小さい排気口が形成されている構成を想定すると、試験槽114の外部の空気が、排気口34を通じて試験槽114の内部に流入するおそれがある。また、ノズル32から導入された温調ガスの多くが、試験片26の周囲を循環する前に排気口から排出されてしまう事態が想定される。   Here, assuming a configuration in which an exhaust port having a small gas flow resistance is formed, air outside the test chamber 114 may flow into the test chamber 114 through the exhaust port 34. Further, it is assumed that most of the temperature control gas introduced from the nozzle 32 is discharged from the exhaust port before circulating around the test piece 26.

これに対し、第六実施形態では、試験槽114の外部から内部への空気の流入が抑制される。さらに、排気口34を通じて試験槽114に外部へ温調ガスが流出する際に抵抗となり、温調ガスが排気口34内に入りづらくなる。これにより、試験槽114内で温調ガスが循環しやすい構造を実現している。このように、試験槽114内で温調ガスの循環を促進することで、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   On the other hand, in the sixth embodiment, the inflow of air from the outside to the inside of the test tank 114 is suppressed. Further, when the temperature control gas flows out to the test chamber 114 through the exhaust port 34, resistance is generated, and the temperature control gas does not easily enter the exhaust port 34. As a result, a structure in which the temperature control gas easily circulates in the test tank 114 is realized. Thus, by promoting the circulation of the temperature control gas in the test tank 114, the temperature of the test piece 26 can be made uniform.

複数の排気口34の全体では、試験槽114内への温調ガスの導入時に、試験槽114内に存在していたガスが排出されるのに十分な開口断面積を有している。したがって、ノズル32からの温調ガスの導入に大きな抵抗が生じることはなく、試験槽114内のガスは速やかに排気口34から試験槽14の外部へ排出される。   The plurality of exhaust ports 34 as a whole have an opening cross-sectional area sufficient to discharge the gas existing in the test chamber 114 when the temperature control gas is introduced into the test chamber 114. Therefore, there is no great resistance to the introduction of the temperature control gas from the nozzle 32, and the gas in the test tank 114 is quickly discharged from the exhaust port 34 to the outside of the test tank 14.

第六実施形態では、このように、試験槽114からのガスの排出に所定の抵抗を生じさせて温調ガスの循環を促進するので、試験槽114としては、小型化を図ることができる。試験槽114を小型化することで、試験槽114の熱容量が小さくなるので、さらに効率的に、試験片26を加熱あるいは冷却できる。   In the sixth embodiment, a predetermined resistance is generated in the gas discharge from the test tank 114 and the circulation of the temperature control gas is promoted as described above. Therefore, the test tank 114 can be downsized. By reducing the size of the test tank 114, the heat capacity of the test tank 114 is reduced, so that the test piece 26 can be heated or cooled more efficiently.

なお、試験槽114からのガスの排出に所定の抵抗を生じさせて温調ガスの循環を促進することができれば、排気口34の形状は上記したスリット状に限定されない。たとえば、排気口が、それぞれは微小な開口断面積を有する孔(微小孔)の集合体であっても、試験槽114からのガスの排出に、これら微小孔によって所定の抵抗を生じさせることが可能である。   Note that the shape of the exhaust port 34 is not limited to the above-described slit shape as long as a predetermined resistance can be generated in the discharge of the gas from the test tank 114 to promote the circulation of the temperature control gas. For example, even if the exhaust port is an aggregate of holes (microholes) each having a minute opening cross-sectional area, a predetermined resistance can be generated by the microholes in discharging the gas from the test chamber 114. Is possible.

図30に示すように、第六実施形態では、排気口34の角度θ1、すなわち、排気口34(試験槽14の内部)から外部にガスが排出される方向(矢印F5方向)は、近傍のノズル32からのガスの吹付方向(矢印F2方向)に対し90度である。   As shown in FIG. 30, in the sixth embodiment, the angle θ1 of the exhaust port 34, that is, the direction in which gas is discharged from the exhaust port 34 (inside the test tank 14) to the outside (the direction of arrow F5) is It is 90 degrees with respect to the blowing direction of gas from the nozzle 32 (arrow F2 direction).

このため、排気口34が形成された位置L1において、矢印F3方向に流れる温調ガスが、排気口34からスムーズに試験槽14の外部に排出される。この矢印F3で示す方向の温調ガスは、排気口34の近傍のノズル32から吹出されて試験槽114内を循環し排気口34の位置で矢印F3方向に流れる温調ガスである。   Therefore, at the position L1 where the exhaust port 34 is formed, the temperature control gas flowing in the direction of the arrow F3 is smoothly discharged from the exhaust port 34 to the outside of the test chamber 14. The temperature control gas in the direction indicated by the arrow F3 is a temperature control gas that is blown from the nozzle 32 near the exhaust port 34, circulates in the test tank 114, and flows in the direction of the arrow F3 at the position of the exhaust port 34.

このように、排気口34の角度θ1を90度にすれば、試験槽114内での温調ガスの循環を促進しつつ、スムーズにこの温調が図を排気口34から試験槽114の外部に排出でき、試験片26の温度の均一化を図ることができる。   As described above, when the angle θ1 of the exhaust port 34 is set to 90 degrees, the circulation of the temperature control gas in the test tank 114 is promoted, and this temperature control is smoothly performed from the exhaust port 34 to the outside of the test tank 114. The temperature of the test piece 26 can be made uniform.

なお、このように、試験槽114内を流れる温調ガスの循環を促進しつつ排気口34からスムーズに排出させるには、図31に示すように、排気口34の角度θ1が鈍角の構造であってもよい。すなわち、排気口34の角度θ1は、90度以上180度未満の範囲であればよい。   In this way, in order to smoothly discharge the temperature control gas flowing in the test chamber 114 from the exhaust port 34 while promoting the circulation, the angle θ1 of the exhaust port 34 has an obtuse angle structure as shown in FIG. There may be. That is, the angle θ1 of the exhaust port 34 may be in the range of 90 degrees or more and less than 180 degrees.

次に、第七実施形態について説明する。第七実施形態において、第一〜第六実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a seventh embodiment will be described. In the seventh embodiment, the same elements, members, and the like as those in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図32及び図33に示すように、第七実施形態の材料試験装置152では、被覆部材の一例としての熱伝導体154を有する。熱伝導体154は、力学負荷軸22A、22Bよりも熱伝導率が高い(たとえば100W/m・k以上)の材料で形成されており、力学負荷軸22A、22Bの外周部分を覆っている。   As shown in FIGS. 32 and 33, the material test apparatus 152 of the seventh embodiment includes a heat conductor 154 as an example of a covering member. The thermal conductor 154 is made of a material having a higher thermal conductivity (for example, 100 W / m · k or more) than the dynamic load shafts 22A and 22B, and covers the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B.

第七実施形態では、このように力学負荷軸22A、22Bの外周部分を熱伝導体154で覆っており、試験槽114内の温調ガスの熱が熱伝導体154に作用すると、熱伝導体154より、力学負荷軸22A、22Bの外周部分に伝熱される。この熱伝導体154は、力学負荷軸22A、22Bよりも熱伝導率が高いので、熱伝導体154で力学負荷軸22A、22Bの外周部分を覆わない構造と比較して、力学負荷軸22A、22Bの外周部分の温度の均一化を図ることができる。これにより、力学負荷軸22A、22Bで力学負荷を試験片26に作用させたときの力学負荷軸22A、22Bの曲げ変形を抑制することができるので、試験片26に対する材料試験の信頼性や精度が高くなる。   In the seventh embodiment, the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B are thus covered with the heat conductor 154, and when the heat of the temperature control gas in the test tank 114 acts on the heat conductor 154, the heat conductor From 154, heat is transferred to the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B. Since this thermal conductor 154 has a higher thermal conductivity than the dynamic load shafts 22A and 22B, compared to a structure in which the outer peripheral portions of the dynamic load shafts 22A and 22B are not covered with the thermal conductor 154, the dynamic load shafts 22A and 22A, The temperature of the outer peripheral portion of 22B can be made uniform. Thereby, since the bending deformation of the mechanical load shafts 22A and 22B when the mechanical load is applied to the test piece 26 by the dynamic load shafts 22A and 22B can be suppressed, the reliability and accuracy of the material test for the test piece 26 are achieved. Becomes higher.

上記第六及び第七実施形態では、複数(2本)のパイプ28が試験片26を中心として点対称の位置(中心角θ2=180度)に配置され、ノズル32が試験片26に対応している例を挙げたが、パイプ28の配置やノズル32の向きは、これに限定されない。以下の第八〜第十の各実施形態において、上記とは異なるパイプ28の配置やノズル32の向きの例を示す。各実施形態において、材料試験装置の全体的構成は、第六実施形態又は第七実施形態と同様の構成を採り得るので、詳細な説明を省略する。   In the sixth and seventh embodiments, a plurality (two) of pipes 28 are arranged at point-symmetrical positions (center angle θ2 = 180 degrees) around the test piece 26, and the nozzle 32 corresponds to the test piece 26. However, the arrangement of the pipes 28 and the direction of the nozzles 32 are not limited thereto. In the following eighth to tenth embodiments, examples of the arrangement of the pipes 28 and the direction of the nozzles 32 different from the above are shown. In each embodiment, since the whole structure of a material testing apparatus can take the structure similar to 6th embodiment or 7th embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.

図34に示す第八実施形態では、2本のパイプ28のノズル32が試験片26と対向しているが、パイプ28は、試験片26を中心として非対称であり、ノズル32も非対称である。具体的には、図34における一方の中心角θ3は180度より小さく、他方の中心角θ3’(θ3’=360度−θ3)は180度より大きい。この構造であっても、ノズル32から噴出される温調ガスは、試験片26がない想定における衝突点CTで衝突すると言える。   In the eighth embodiment shown in FIG. 34, the nozzles 32 of the two pipes 28 are opposed to the test piece 26, but the pipe 28 is asymmetric about the test piece 26, and the nozzle 32 is also asymmetric. Specifically, one central angle θ3 in FIG. 34 is smaller than 180 degrees, and the other central angle θ3 ′ (θ3 ′ = 360 degrees−θ3) is larger than 180 degrees. Even with this structure, it can be said that the temperature control gas ejected from the nozzle 32 collides at the collision point CT where the test piece 26 is not present.

このように、複数のノズル32が、試験片26を中心として厳密に対称でない配置であっても、複数のノズル32を試験片26の周囲に分散して配置すれば、複数のノズル32が偏在する構成と比較して、試験片26の温度の対称化を図ることができる。   In this way, even if the plurality of nozzles 32 are not strictly symmetrical with respect to the test piece 26, the plurality of nozzles 32 are unevenly distributed if the plurality of nozzles 32 are arranged around the test piece 26. Compared with the structure to perform, the temperature of the test piece 26 can be symmetrized.

図35に示す第九実施形態では、2本のパイプ28のノズル32が試験片26に対し対称の位置にあるが、ノズル32は試験片26の中心とは対向していない。換言すれば、ノズル32から吹出される温調ガスの中心線(流れ中心線FC−1)は、試験片26を横切るが、試験片26の中心CTとは交わらない。   In the ninth embodiment shown in FIG. 35, the nozzles 32 of the two pipes 28 are in a symmetrical position with respect to the test piece 26, but the nozzle 32 does not face the center of the test piece 26. In other words, the center line (flow center line FC-1) of the temperature control gas blown from the nozzle 32 crosses the test piece 26 but does not intersect with the center CT of the test piece 26.

このように、ノズル32が試験片26の中心に対し厳密には対向していなくても、ノズル32から吹出された温調ガスは広がりつつ流れるので、試験片26に達する。そして、複数のノズル32は、試験片26の周囲に分散して配置されているので、複数のノズル32が偏在する構成と比較して、試験片26の温度の対称化を図ることができる。   Thus, even if the nozzle 32 is not strictly opposed to the center of the test piece 26, the temperature control gas blown from the nozzle 32 flows while spreading and reaches the test piece 26. Since the plurality of nozzles 32 are distributed around the test piece 26, the temperature of the test piece 26 can be symmetrized compared to a configuration in which the plurality of nozzles 32 are unevenly distributed.

さらに、ノズル32から吹出される温調ガスの中心線(流れ中心線FC−1)が、試験片26を横切らない構造であっても、上記したように、ノズル32から吹出された温調ガスは広がりつつ流れることを利用し、試験片26に温調ガスを吹き付けることが可能な構成を実現可能である。   Furthermore, even if the center line (flow center line FC-1) of the temperature control gas blown from the nozzle 32 does not cross the test piece 26, the temperature control gas blown from the nozzle 32 as described above. It is possible to realize a configuration in which the temperature control gas can be sprayed onto the test piece 26 by utilizing the flow while spreading.

図36に示す第十実施形態では、パイプ28が3本である。それぞれのパイプ28にノズル32が形成されているので、図36に示す断面において、ノズル32は、試験片26に対し中心角θ4=120度で3つ現れる。この構造であっても、ノズル32から噴出される温調ガスは、試験片26がない想定における衝突点CTで衝突すると言える。   In the tenth embodiment shown in FIG. 36, there are three pipes 28. Since the nozzles 32 are formed in each pipe 28, three nozzles 32 appear at the central angle θ4 = 120 degrees with respect to the test piece 26 in the cross section shown in FIG. Even with this structure, it can be said that the temperature control gas ejected from the nozzle 32 collides at the collision point CT where the test piece 26 is not present.

このように、パイプ28が3本以上であり、試験片26の軸方向と直交する断面でノズル32が3つ以上現れる構造でも、ノズル32を試験片26の周囲に分散配置すれば、複数のノズル32が偏在する構造と比較し、試験片26の温度の対称化を図ることができる。   Thus, even in a structure in which there are three or more pipes 28 and three or more nozzles 32 appear in a cross section orthogonal to the axial direction of the test piece 26, a plurality of nozzles 32 can be provided around the test piece 26. Compared with the structure in which the nozzles 32 are unevenly distributed, the temperature of the test piece 26 can be symmetrized.

試験片26の軸方向と直交する断面で現れるノズル32の数をnとすると、ノズル32を試験片26に対し対称(周方向で等間隔)に配置した場合、中心角は(360度/n)である。ノズル32が厳密には対称でない構成であっても、中心角が(360度/n)±2度程度の範囲となるようにノズル32を位置させれば、試験片26の温度の対称化を図る点で効果的である。   When the number of nozzles 32 appearing in a cross section orthogonal to the axial direction of the test piece 26 is n, when the nozzles 32 are arranged symmetrically (equally spaced in the circumferential direction) with respect to the test piece 26, the central angle is (360 degrees / n ). Even if the nozzle 32 is not strictly symmetric, if the nozzle 32 is positioned so that the central angle is in the range of about (360 degrees / n) ± 2 degrees, the temperature of the test piece 26 is symmetrized. It is effective in aiming.

次に、第十一実施形態について説明する。第十一実施形態において、第一実施形態〜第十実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, an eleventh embodiment will be described. In the eleventh embodiment, elements, members, and the like similar to those in the first to tenth embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図37〜図40に示すように、第十一実施形態の材料試験装置212では、排気口34が、試験槽114の前部114Z及び後部114Kに形成されているが、右側部114M及び左側部114Hには形成されていない。   As shown in FIGS. 37 to 40, in the material test apparatus 212 of the eleventh embodiment, the exhaust port 34 is formed in the front part 114Z and the rear part 114K of the test tank 114, but the right side part 114M and the left side part. It is not formed in 114H.

図41にも詳細に示すように、前部114Z及び後部114Kにおける排気口34の位置は、2つのノズル32M、32Hからそれぞれ噴出された温調ガスの2つの流れ(流れ中心線FC−1)の成す角θ2の二等分線HL−1の方向に形成されている。換言すれば、対向する2つの温調ガスが生じている場合の排気口34の位置は、2つの温調ガスの実質的な衝突点CTを通り、2つの温調ガスの流れ(流れ中心線FC−1)と直交する方向である。図41に示す例ではθ2=180度なので、排気口34は、中心CTを通り、流れ中心線FC−1と直交する線上に形成されている。   As shown in detail in FIG. 41, the positions of the exhaust ports 34 at the front portion 114Z and the rear portion 114K are two flows of temperature control gas respectively ejected from the two nozzles 32M and 32H (flow center line FC-1). Is formed in the direction of the bisector HL-1 of the angle θ2. In other words, the position of the exhaust port 34 when two opposing temperature control gases are generated passes through the substantial collision point CT of the two temperature control gases, and the two temperature control gas flows (flow center line). It is the direction orthogonal to FC-1). In the example shown in FIG. 41, since θ2 = 180 degrees, the exhaust port 34 is formed on a line passing through the center CT and orthogonal to the flow center line FC-1.

第十一実施形態の材料試験装置212では、排気口34をこのような位置に形成したので、ノズル32から噴出された温調ガスが、試験片26の周囲を流れる際の対称性が向上する。そして、試験片26の表面に沿ったスムーズな温調ガスの流れが生じやすくなる。このため、より均一かつ迅速に試験片26を加熱および冷却することが可能である。   In the material testing apparatus 212 of the eleventh embodiment, since the exhaust port 34 is formed in such a position, the symmetry when the temperature control gas ejected from the nozzle 32 flows around the test piece 26 is improved. . And it becomes easy to produce the flow of the smooth temperature control gas along the surface of the test piece 26. FIG. For this reason, it is possible to heat and cool the test piece 26 more uniformly and rapidly.

なお、第十一実施形態において、「直交」とは、厳密に流れ中心線FC−1に対し直交する場合に限らず、実質的に、試験片26の周囲を温調ガスが流れる際の対称性を向上させる範囲であればよい。   In the eleventh embodiment, the term “orthogonal” is not limited to being strictly orthogonal to the flow center line FC-1, but is substantially symmetrical when the temperature control gas flows around the test piece 26. It may be in a range that improves the property.

また、図42に示す第十一実施形態の変形例の材料試験装置222のように、たとえば、排気口34が複数(図41の例では二股状)に分岐された分岐排気口34Dで構成されていても、分岐された複数の排気口を全体として見たときに、中心線FC−1に対し直交していればよい。   Further, like the material testing apparatus 222 of the modified example of the eleventh embodiment shown in FIG. 42, for example, the exhaust outlet 34 is configured by a branched exhaust outlet 34 </ b> D branched into a plurality (in the example of FIG. 41, bifurcated). Even when the plurality of branched exhaust ports are viewed as a whole, it is only necessary to be orthogonal to the center line FC-1.

次に、第十二実施形態について説明する。第十二実施形態において、第一実施形態〜第十一実施形態と同様の要素、部材等については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。   Next, a twelfth embodiment will be described. In the twelfth embodiment, elements, members, and the like that are the same as in the first to eleventh embodiments are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.

また、第十二実施形態の材料試験装置242の全体的構成は、以下に説明する点を除き、第十一実施形態の材料試験装置212と実質的に同様の構成を採りうるので、図示を省略する。   The overall configuration of the material testing apparatus 242 of the twelfth embodiment can be substantially the same as that of the material testing apparatus 212 of the eleventh embodiment, except for the points described below. Omitted.

特に、図43及び図44に示すように、第十二実施形態の材料試験装置242では、試験槽214に形成された排気口34の位置は、第十一実施形態の材料試験装置212と同様である。   In particular, as shown in FIGS. 43 and 44, in the material test apparatus 242 of the twelfth embodiment, the position of the exhaust port 34 formed in the test tank 214 is the same as that of the material test apparatus 212 of the eleventh embodiment. It is.

また、第十二実施形態の材料試験装置242では、試験槽114の内部に、流路壁274が設けられている。   In the material testing apparatus 242 of the twelfth embodiment, the flow path wall 274 is provided inside the test tank 114.

流路壁274は、第五実施形態と同様に、ノズル32(吹付部材)から試験片26の周囲を経て排気口34に至る温調ガスの流路が、試験槽114の容積より小さくなるように設けられている。   Similarly to the fifth embodiment, the flow path wall 274 is such that the temperature control gas flow path from the nozzle 32 (spraying member) to the exhaust port 34 through the periphery of the test piece 26 is smaller than the volume of the test tank 114. Is provided.

具体的には、金属ケース19における前側部分(全部114Zに近い部分)及び後側部分(後部114Kに近い部分)が、パイプ28の近傍から力学負荷軸22A、22B及び試験片26の近傍に延在する平行壁274Aを形成している。そして、この平行壁274Aの端部(力学負荷軸22A、22B及び試験片26に近い部分)からは、力学負荷軸22A、22B及び試験片26を円弧状に取り囲む円弧壁274Bが形成されている。なお、第十二実施形態における排気口34は、この円弧壁274Bから試験槽64の外面まで形成されているので、実質的に、第十一実施形態の排気口34(図40参照)と比較して、排気口34が試験槽64の内側に長くなっている形状であると言える。   Specifically, the front part (part close to 114Z) and the rear part (part close to the rear part 114K) of the metal case 19 extend from the vicinity of the pipe 28 to the vicinity of the mechanical load shafts 22A and 22B and the test piece 26. An existing parallel wall 274A is formed. An arc wall 274B that surrounds the dynamic load shafts 22A, 22B and the test piece 26 in an arc shape is formed from the end of the parallel wall 274A (portion close to the dynamic load shafts 22A, 22B and the test piece 26). . Since the exhaust port 34 in the twelfth embodiment is formed from the arc wall 274B to the outer surface of the test tank 64, it is substantially compared with the exhaust port 34 (see FIG. 40) of the eleventh embodiment. Thus, it can be said that the exhaust port 34 has a shape that is elongated inside the test tank 64.

第十二実施形態において、流路壁274は、平行壁274Aと円弧壁274Bとを有しており、この流路壁274は、金属ケース19の一部により構成される(金属ケース19が流路壁274の一部を兼ねている)。   In the twelfth embodiment, the flow path wall 274 includes a parallel wall 274A and an arc wall 274B, and the flow path wall 274 is configured by a part of the metal case 19 (the metal case 19 flows). It also serves as part of the road wall 274).

第十二実施形態の材料試験装置242では、このような流路壁274を有しているので、ノズル32から試験片26の周囲を経て排気口34に至る温調ガスの流れ(矢印F7で示す)が、試験片26の周囲に沿うように案内される。   Since the material test apparatus 242 of the twelfth embodiment has such a flow path wall 274, the flow of the temperature control gas from the nozzle 32 to the exhaust port 34 through the periphery of the test piece 26 (indicated by an arrow F7) Is guided along the periphery of the test piece 26.

図43及び図44には、流路壁274が形成されていない場合の試験槽114の内面位置を二点鎖線279で示している。この二点鎖線279で示す範囲の体積(容積)と比較して、第十二実施形態の材料試験装置242では、実質的な温調ガスの流路の体積(容積)が小さい。   43 and 44, the inner surface position of the test tank 114 when the flow path wall 274 is not formed is indicated by a two-dot chain line 279. Compared with the volume (volume) in the range indicated by the two-dot chain line 279, the material test apparatus 242 of the twelfth embodiment has a substantially smaller volume (volume) of the temperature control gas flow path.

このように、第十二実施形態の材料試験装置242では、試験槽114内の実質的な容積を小さくすることで、試験片26の周囲を流れる温調ガスの流速が速くなり、単位時間当たりの流量が増加する。このため、より迅速に試験片26を加熱及び冷却できる。   As described above, in the material testing apparatus 242 of the twelfth embodiment, by reducing the substantial volume in the test tank 114, the flow rate of the temperature control gas flowing around the test piece 26 is increased, and the unit time per unit time. The flow rate increases. For this reason, the test piece 26 can be heated and cooled more rapidly.

また、第十二実施形態の材料試験装置242では、試験片26を加熱及び冷却する効率が高い。このため、流路壁274を有さない構造材料試験装置と同じ加熱・冷却速度を得るための温調ガスの流量を減らすことも可能である。   Moreover, in the material test apparatus 242 of 12th embodiment, the efficiency which heats and cools the test piece 26 is high. For this reason, it is also possible to reduce the flow rate of the temperature control gas for obtaining the same heating / cooling rate as that of the structural material test apparatus not having the flow path wall 274.

なお、たとえば、パイプ28が3本配置され、水平方向の断面でノズル32が3箇所に現れる例に、第十一実施形態及び第十二実施形態と同様に排気口の位置を設定した構造を適用することも可能である。すなわち、図45に示す第十三実施形態のように、温調ガスの3つの流れ(流れ中心線FC−1)の成す角(図45に示す例ではθ4=120度)の二等分線HL−1の方向に沿って排気口34を形成すればよい。   For example, in the example in which three pipes 28 are arranged and the nozzles 32 appear in three places in a horizontal cross section, a structure in which the position of the exhaust port is set similarly to the eleventh embodiment and the twelfth embodiment. It is also possible to apply. That is, as in the thirteenth embodiment shown in FIG. 45, the bisector of the angle (θ4 = 120 degrees in the example shown in FIG. 45) formed by the three flows (flow center line FC-1) of the temperature control gas. What is necessary is just to form the exhaust port 34 along the direction of HL-1.

上記第六〜第十実施形態では、ノズル32から吹出された温調ガスが、試験片26の長手方向(力学負荷軸22A、22Bの軸方向)に対し直交方向で試験片26に当たる例を挙げたが、試験片26に当たる温調ガスの方向はこれに限定されない。たとえば、試験片26に対し、斜め上方あるいは斜め下方から温調ガスが当たる構成でもよい。   In the sixth to tenth embodiments, an example in which the temperature control gas blown from the nozzle 32 hits the test piece 26 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the test piece 26 (the axial direction of the mechanical load shafts 22A and 22B) is given. However, the direction of the temperature control gas that hits the test piece 26 is not limited to this. For example, a configuration in which the temperature control gas hits the test piece 26 obliquely from above or obliquely below may be used.

以下に、本発明を、比較例と比較しつつ、実施例により、さらに詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例の具体的構造に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples while comparing with comparative examples. However, the present invention is not limited to the specific structures of the following examples.

表1及び表2には、実施例1〜5及び比較例における、試験片及び試験槽(比較例の場合は恒温槽、以下、これらを総称するときは単に「槽」ということがある)の各種パラメータと、試験片の昇温時間、降温時間における判定が示されている。実施例1〜5は、第一実施形態の材料試験装置12を用いた例である。比較例は、表2から分かるように、槽内に、試験片26を加熱するためのヒータ及び冷却するためのファンを配置した構造であり、第一実施形態に係るパイプ28や排気口34は形成されていない。なお、実施例4では、試験槽14内に力学負荷軸22A、22Bが入り込まず、力学負荷軸22A,22Bの端面のみが試験槽14内に露出する程度に、試験槽14が小型化されている。したがって、表2に示すように、実施例4における力学負荷軸の熱容量はゼロである。   Tables 1 and 2 show test pieces and test tanks in Examples 1 to 5 and Comparative Examples (in the case of Comparative Examples, constant temperature baths, hereinafter, sometimes simply referred to as “tanks”). Various parameters and judgments on the test piece temperature rise time and temperature drop time are shown. Examples 1 to 5 are examples using the material testing apparatus 12 of the first embodiment. As can be seen from Table 2, the comparative example has a structure in which a heater for heating the test piece 26 and a fan for cooling are arranged in the tank, and the pipe 28 and the exhaust port 34 according to the first embodiment include Not formed. In Example 4, the test tank 14 is downsized to such an extent that the dynamic load shafts 22A and 22B do not enter the test tank 14, and only the end surfaces of the dynamic load shafts 22A and 22B are exposed in the test tank 14. Yes. Therefore, as shown in Table 2, the heat capacity of the dynamic load shaft in Example 4 is zero.

Figure 0006465052

Figure 0006465052

表1において、昇温時間は、25℃から200℃まで槽内温度が上昇するのに要する時間である。昇温時間の測定にあたっては、実施例1〜5では、温調ガスの熱量を最大にし、比較例では、ヒータの能力を最大にした。
Figure 0006465052

Figure 0006465052

In Table 1, the temperature raising time is the time required for the temperature in the tank to rise from 25 ° C to 200 ° C. In measuring the temperature raising time, in Examples 1 to 5, the amount of heat of the temperature control gas was maximized, and in the comparative example, the capacity of the heater was maximized.

図46には、試験片26の体積Vaと槽の内容積Vtpの比(体積比)と、槽内の昇温時間との関係が示されている。表1及び図46から、槽内の昇温時間は、実施例1〜5において、比較例よりも、十分に短いことが分かる。特に、たとえば、試験片26に対しスムーズに試験を行う観点から、1分以下が好ましく、さらに時間が短くなるほど、より好ましい。そして、体積比が1000以下では、体積比の増大に伴う昇温時間の増加の程度が緩やか(曲線が水平に近い)が、体積比が1000を超える辺りから、体積比の増加に伴い昇温時間の増加が急(曲線が立ち上がっている)である。   FIG. 46 shows the relationship between the ratio Va (volume ratio) of the volume Va of the test piece 26 to the internal volume Vtp of the tank, and the temperature rising time in the tank. From Table 1 and FIG. 46, it turns out that the temperature rising time in a tank is sufficiently shorter in Examples 1-5 than a comparative example. In particular, for example, from the viewpoint of smoothly testing the test piece 26, 1 minute or less is preferable, and the shorter the time, the more preferable. When the volume ratio is 1000 or less, the degree of increase in the heating time accompanying the increase in the volume ratio is moderate (the curve is nearly horizontal), but the temperature rises as the volume ratio increases from around the volume ratio exceeding 1000. The increase in time is steep (the curve is rising).

降温時間は、200℃から50℃まで槽内温度が降下するのに要する時間である。降温時間の測定にあたっては、実施例1〜5では、温調ガスを加熱するヒータの出力をゼロにし、比較例では、ヒータの出力をゼロにした。   The temperature lowering time is the time required for the temperature in the tank to drop from 200 ° C to 50 ° C. In measuring the temperature drop time, in Examples 1 to 5, the output of the heater for heating the temperature control gas was set to zero, and in the comparative example, the output of the heater was set to zero.

図47には、試験片26の体積Vaと槽の内容積Vtpの比(体積比)と、槽内の降温時間との関係が示されている。表1及び図47から、槽内の降温時間は、実施例1〜5において、比較例よりも、十分に短いことが分かる。特に、たとえば、試験片26を降温して次の試験片26に交換する時間を短縮する観点から、10分以下が好ましく、5分以下であればより好ましく、3分以下であればさらに好ましい。   FIG. 47 shows the relationship between the ratio Va (volume ratio) of the volume Va of the test piece 26 to the internal volume Vtp of the tank, and the temperature lowering time in the tank. From Table 1 and FIG. 47, it turns out that the temperature fall time in a tank is sufficiently shorter in Examples 1-5 than a comparative example. In particular, for example, from the viewpoint of shortening the time for cooling the test piece 26 and replacing it with the next test piece 26, it is preferably 10 minutes or less, more preferably 5 minutes or less, and even more preferably 3 minutes or less.

表1では、上記の観点から、昇温時間及び降温時間に関し、各実施例及び比較例を判定した。判定「E」は、昇温時間及び降温時間共に長く、改善の余地があることを示す。これに対し、判定「D」は、判定「E」よりも昇温時間及び降温時間が共に短く、実際に材料試験装置としての適用に問題がないことを示す。そして、判定「C」、「B」、「A」へと順に、昇温時間及び降温時間が共に短くなり、材料試験装置として好ましい結果が得られることを示す。   In Table 1, each example and comparative example were determined with respect to the temperature raising time and the temperature falling time from the above viewpoint. The determination “E” indicates that both the temperature rising time and the temperature falling time are long and there is room for improvement. On the other hand, the determination “D” indicates that both the temperature rising time and the temperature decreasing time are shorter than the determination “E”, and there is no problem in application as a material testing apparatus. Then, in order of the determinations “C”, “B”, and “A”, both the temperature rise time and the temperature fall time are shortened, indicating that preferable results can be obtained as a material testing apparatus.

このように、試験片26の昇温時間及び降温時間をいずれも短くする観点から、体積比については、1000以下(表1の実施例5、判定C)が好ましく、600以下(表1の実施例1及び実施例2、判定B)がより好ましく、300以下(表1の実施例3及び実施例4、判定A)がさらに好ましい。ただし、体積比が実施例5のように大きくても、本発明の構成を採ることで、材料試験装置として実用可能な昇温時間及び降温時間を得られる。これに対し、比較例(表1の判定E)では、体積比は実施例5と同じであるが、槽内にヒータ及びファンを有する構造であり、昇温時間及び降温時間が共に長い。   Thus, from the viewpoint of shortening both the temperature raising time and the temperature falling time of the test piece 26, the volume ratio is preferably 1000 or less (Example 5 in Table 1, judgment C), and 600 or less (Table 1 implementation). Example 1 and Example 2, determination B) are more preferable, and 300 or less (Example 3 and Example 4, determination A in Table 1) are further preferable. However, even when the volume ratio is large as in Example 5, the temperature rise time and the temperature fall time that can be practically used as the material testing apparatus can be obtained by adopting the configuration of the present invention. On the other hand, in the comparative example (determination E in Table 1), the volume ratio is the same as in Example 5, but the structure has a heater and a fan in the tank, and both the temperature rise time and the temperature fall time are long.

表2には、試験片26の熱容量Caと槽内部の全体での熱容量Ctpの比(熱容量比)との関係が示されている。図48には、上記した体積比と、この熱容量比との関係が示されている。   Table 2 shows the relationship between the heat capacity Ca of the test piece 26 and the ratio (heat capacity ratio) of the heat capacity Ctp in the entire tank. FIG. 48 shows the relationship between the volume ratio and the heat capacity ratio.

この図48から、体積比が1000以下になると熱容量比の低下が顕著(250以下)になることがわかる。さらに、体積比が600以下、300以下になると、熱容量比の低下が顕著になる(150以下、75以下)。これは、体積比が小さくなると、力学負荷軸22A、22Bの熱容量も小さくなり、この力学負荷軸22A、22Bの熱容量低下の影響が大きく作用するためであると考えられる。これに伴い、体積比が小さくなるにつれて、昇温時間及び降温時間の短縮が顕著になる効果が得られる。   From FIG. 48, it can be seen that when the volume ratio is 1000 or less, the reduction in the heat capacity ratio becomes remarkable (250 or less). Furthermore, when the volume ratio is 600 or less and 300 or less, the heat capacity ratio is significantly reduced (150 or less, 75 or less). This is considered to be because when the volume ratio is small, the heat capacities of the dynamic load shafts 22A and 22B are also small, and the influence of a decrease in the heat capacity of the dynamic load shafts 22A and 22B acts greatly. Along with this, as the volume ratio becomes smaller, the effect of shortening the temperature rise time and the temperature fall time becomes remarkable.

12 材料試験装置
14 試験槽
20 負荷部材
22A、22B 力学負荷軸
24 保持部
26 試験片
28 パイプ
30 温調ガスヒータ
32 ノズル
34 排気口
36 温度センサ
38 制御装置
42 材料試験装置
46 温度センサ
52 材料試験装置
54 熱伝導体(被覆部材)
62 材料試験装置
64 試験槽
72 材料試験装置
74 試験槽
76 流路壁
112 材料試験装置
114 試験槽
152 材料試験装置
154 熱伝導体
212 材料試験装置
214 試験槽
222 材料試験装置
242 材料試験装置
274 流路壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Material test apparatus 14 Test tank 20 Load member 22A, 22B Dynamic load shaft 24 Holding part 26 Test piece 28 Pipe 30 Temperature control gas heater 32 Nozzle 34 Exhaust port 36 Temperature sensor 38 Control apparatus 42 Material test apparatus 46 Temperature sensor 52 Material test apparatus 54 Thermal conductor (coating material)
62 Material testing apparatus 64 Test tank 72 Material testing apparatus 74 Test tank 76 Channel wall 112 Material testing apparatus 114 Test tank 152 Material testing apparatus 154 Thermal conductor 212 Material testing apparatus 214 Test tank 222 Material testing apparatus 242 Material testing apparatus 274 Flow Road wall

Claims (18)

試験片を保持する保持部を備え前記試験片に対し力学負荷を作用させる負荷部材と、
前記試験片又は前記試験片と前記負荷部材の前記保持部側の一部とを収容し、ガスを外部へ排出するための排気口が形成された試験槽と、
前記負荷部材に保持された前記試験片を囲んで、温度調整された前記ガスの流れが生成されるように前記試験片と前記試験槽の内面との間に向いているノズルから前記試験槽内に前記ガスを吹付ける吹付部材と、
を有する材料試験装置。
A load member having a holding portion for holding the test piece, and applying a mechanical load to the test piece;
A test tank in which an exhaust port for containing the test piece or the test piece and a part of the load member on the holding part side and discharging gas to the outside is formed;
Surrounding the test piece held by the load member, the nozzle is directed between the test piece and the inner surface of the test tank so as to generate a temperature-adjusted gas flow. A blowing member for blowing the gas to
A material testing device.
前記吹付部材が、前記負荷部材に保持された前記試験片と前記試験槽の内面との間に温度調整されたガスを導入する導入部材である請求項1に記載の材料試験装置。   2. The material testing apparatus according to claim 1, wherein the spray member is an introduction member that introduces a gas whose temperature is adjusted between the test piece held by the load member and an inner surface of the test tank. 前記導入部材が、前記試験槽の内壁を貫通し、内部を前記ガスが流れると共に、前記ノズルが形成されたパイプ、を有する請求項2に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to claim 2, wherein the introduction member has a pipe that penetrates an inner wall of the test tank and in which the gas flows and the nozzle is formed. 前記試験槽内への前記ガスの吹付方向に対する前記排気口のガスの排出方向が90度〜180度である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の材料試験装置。 The material test apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a discharge direction of the gas at the exhaust port with respect to a direction in which the gas is blown into the test tank is 90 degrees to 180 degrees. 試験片を保持する保持部を備え前記試験片に対し力学負荷を作用させる負荷部材と、
前記試験片又は前記試験片と前記負荷部材の前記保持部側の一部とを収容し、ガスを外部へ排出するための排気口が形成された試験槽と、
前記負荷部材に保持された前記試験片を囲んで、温度調整された前記ガスの流れが生成されるように前記試験片と対向しているノズルから前記試験槽内に前記ガスを吹付ける吹付部材と、
を有する材料試験装置。
A load member having a holding portion for holding the test piece, and applying a mechanical load to the test piece;
A test tank in which an exhaust port for containing the test piece or the test piece and a part of the load member on the holding part side and discharging gas to the outside is formed;
A spray member that surrounds the test piece held by the load member and blows the gas into the test chamber from a nozzle facing the test piece so as to generate a temperature-adjusted gas flow. When,
A material testing device.
前記ノズルが、前記負荷部材に保持された前記試験片の周囲に分散して複数配置されており、前記試験片に向けて温度調整された前記ガスを吹付ける請求項5に記載の材料試験装置。 The nozzle, said load member has a plurality of variance to around held the specimen, material testing apparatus according to claim 5, blowing the gas whose temperature is adjusted toward the test piece . 前記ノズルが、前記試験片を中心として対称に配置される請求項5又は請求項6に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to claim 5 or 6 , wherein the nozzles are arranged symmetrically about the test piece. 前記吹付部材が、前記試験槽の対向する内壁の一方を貫通して内壁の他方へ向かい内部を前記ガスが流れると共に前記ノズルが形成されているパイプ、を有する請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載の材料試験装置。 8. The pipe according to claim 5 , wherein the spraying member has a pipe that penetrates one of the opposing inner walls of the test tank and flows toward the other of the inner walls and in which the gas flows and the nozzle is formed. The material testing apparatus according to claim 1. 前記排気口のガスの排出方向が前記排気口に対し相対的に近くに位置する前記ノズルからの前記ガスの吹付方向に対し90度以上180度未満である請求項5〜請求項8のいずれか1項に記載の材料試験装置。 One of the exhaust port of the claims 5 to 8 discharge direction of the gas is less than 90 degrees or more 180 degrees with respect to blowing direction of the gas from the nozzle located relatively close to the exhaust port 2. The material testing apparatus according to item 1. 前記排気口が、複数の前記ノズルからの隣合うガス流の成す角の二等分線の方向で前記試験槽に形成される請求項9に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to claim 9 , wherein the exhaust port is formed in the test tank in a direction of an angle bisector formed by adjacent gas flows from the plurality of nozzles. 前記ノズルが、前記パイプの長手方向に沿って複数形成されている請求項3又は請求項8に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to claim 3 or 8 , wherein a plurality of the nozzles are formed along a longitudinal direction of the pipe. 前記負荷部材が、前記保持部において前記試験片を挟み込んで保持する一対の力学負荷軸であり、
前記パイプが前記力学負荷軸と平行に配置されている請求項3又は請求項8に記載の材料試験装置。
The load member is a pair of mechanical load shafts that sandwich and hold the test piece in the holding portion;
The material testing apparatus according to claim 3 or 8 , wherein the pipe is arranged in parallel with the mechanical load axis.
前記排気口が、前記吹付部材から前記試験槽内への前記ガスの導入方向で見て、前記吹付部材を囲んで前記試験槽に設けられている請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の材料試験装置。 The exhaust port, said viewed from spray members in the introduction direction of the gas to the test chamber, any one of the preceding claims is provided in the test chamber surrounds the spray member to claim 1 to claim 12 The material testing apparatus described in 1. 前記排気口は、スリット状又は複数の微小孔の集合体である請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to any one of claims 1 to 13 , wherein the exhaust port is a slit shape or an assembly of a plurality of minute holes. 前記負荷部材において前記試験槽の内部に位置する部分の外周部を覆い熱伝導率が前記負荷部材よりも高い被覆部材を有する請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to any one of claims 1 to 14 , wherein the load member includes a covering member that covers an outer peripheral portion of a portion located inside the test tank and has a higher thermal conductivity than the load member. . 前記試験槽の内容積Vaと前記試験片の体積Vtpとの比(Va/Vtp)が1000以下である請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載の材料試験装置。 The material testing apparatus according to any one of claims 1 to 15 , wherein a ratio (Va / Vtp) between an inner volume Va of the test tank and a volume Vtp of the test piece is 1000 or less. 前記吹付部材に送る前記ガスの温度及び風量の少なくとも一方を調整する調整器と、
前記試験片の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサで検出された温度に基いて前記調整器を制御する制御装置と、
を有する請求項1〜請求項16のいずれか1項に記載の材料試験装置。
An adjuster for adjusting at least one of the temperature and the air volume of the gas sent to the spray member;
A temperature sensor for detecting the temperature of the test piece;
A control device for controlling the regulator based on the temperature detected by the temperature sensor;
The material testing apparatus according to claim 1, comprising:
前記吹付部材から前記試験片の周囲を経て前記排気口に至る前記ガスの流れを前記試験片の周囲に沿うように案内する流路壁を有する請求項1〜請求項17のいずれか1項に記載の材料試験装置。 To any one of claims 1 to 17 having a flow path wall for guiding along the periphery of the spray member from said specimen said flow of said gas leading to the outlet specimen through the surrounding The material testing apparatus described.
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