JP7254288B2 - クリープ試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、ねじりモーメントと曲げモーメントの一方のみならず両方を試験片に付与するクリープ試験装置に関する。

特許文献１には、試料に引張荷重又は圧縮荷重を付与する試験装置が開示されている。
特許文献２には、２体のウェイトの重量荷重を利用して、試験片に引張荷重を付与するクリープ試験装置が開示されている。

特開２００５－２４９６１２号公報 特開平０８－０４３２８１号公報

ところで、ウェイトの重量荷重により試験片にねじりモーメントと曲げモーメントの一方のみならず、両方を付与するクリープ試験装置が望まれている。本発明者及び本出願人は、そのようなクリープ試験装置を開示した先行技術文献を発見することができなかった。そこで、本発明者は、試験片にねじりモーメントと曲げモーメントの両方を付与するクリープ試験装置を開発した（但し、このクリープ試験装置は公知ではない）。このクリープ試験装置は、試験片の一端を固定し、試験片の他端に第一荷重伝達レバーを連結し、その第一荷重伝達レバーの上又は下から第二荷重伝達レバーを第一荷重伝達レバーに当接させて、ウェイトの重量荷重を第二荷重伝達レバーに付与することによって第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに上向き又は下向きの荷重に伝達するものである。

ところで、このクリープ試験装置を用いた場合、試験片がクリープ変形しやすいものである場合、第一荷重伝達レバーの回転変位が大きくなる。第一荷重伝達レバーの回転変位が大きくなると、第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに伝達する荷重の向きが変化してしまう。つまり、第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに伝達する荷重の向きは、第一荷重伝達レバーに対して垂直な方向ではなくなる。そうすると、試験片に付与するねじりモーメントと曲げモーメントを正確に計測することができない。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。その発明の目的は、第一荷重伝達レバーの回転変位が大きくなることによって第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに伝達する荷重の向きが変化してしまっても、その向きを元に戻せるクリープ試験装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、クリープ試験装置は、試験片を収容するとともに前記試験片を加熱する加熱炉と、前記試験片の一端を固定し、前記試験片の軸線を水平に支持する試験片支持部と、前記試験片の他端に連結された一方向クラッチと、前記試験片の軸線に対して直交する方向に前記一方向クラッチから水平に延びた第一荷重伝達レバーと、前記試験片からずれた位置において前記第一荷重伝達レバーの上又下を横切るとともに、振り上げ下げ可能に支持された第二荷重伝達レバーと、前記第二荷重伝達レバーに重量荷重を付与することによって、前記第二荷重伝達レバーを前記第一荷重伝達レバーの上又は下から前記第一荷重伝達レバーに押し当てるウェイトと、を備え、前記一方向クラッチは、前記ウェイトによって前記第二荷重伝達レバーから前記第一荷重伝達レバーに付与される荷重による前記試験片に対する前記第一荷重伝達レバーの回転を規制するとともに、前記試験片に対する前記第一荷重伝達レバーの反対向きの回転を許容し、ねじりモーメントと曲げモーメントの両方を前記ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与する。

以上によれば、一方向クラッチが試験片と第一荷重伝達レバーの間に介在するため、第一荷重伝達レバーの回転変位が大きくなったときに、第一荷重伝達レバーを反対向きに回転させることができる。そうすると、第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに伝わる荷重の向きを第一荷重伝達レバーの軸線に対して垂直な方向に戻すように修正することができる。

前記クリープ試験装置が、前記試験片に関して前記第二荷重伝達レバーの反対側の位置において前記第一荷重伝達レバーの上又は下を横切るとともに、振り上げ下げ可能に支持された第三荷重伝達レバーと、前記第三荷重伝達レバーに重量荷重を付与することによって、前記第三荷重伝達レバーを前記第一荷重伝達レバーの上又は下から前記第一荷重伝達レバーに押し当てる第二ウェイトと、を更に備え、前記第三荷重伝達レバーが着脱可能であり、前記第三荷重伝達レバーが外された場合に、ねじりモーメントと曲げモーメントの両方を前記ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与し、前記第三荷重伝達レバーが取り付けられた場合に、ねじりモーメントを前記ウェイト及び前記第二ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与する。

本発明の実施形態によれば、第一荷重伝達レバーの回転変位が大きくなったときに、第一荷重伝達レバーを反対向きに回転させると、第二荷重伝達レバーから第一荷重伝達レバーに伝わる荷重の向きを第一荷重伝達レバーの軸線に対して垂直な方向に戻すことができる。

図１は、第１態様となったクリープ試験装置をその前方、上方且つ左方から見て示した斜視図である。 図２は、第１態様となったクリープ試験装置をその前方、上方且つ左方から見て示した分解斜視図である。 図３は、第１態様となったクリープ試験装置をその後方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。 図４は、第１態様となったクリープ試験装置をその前方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。 図５は、第２態様となったクリープ試験装置をその前方、上方且つ左方から見て示した斜視図である。 図６は、第２態様となったクリープ試験装置をその後方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

１． クリープ試験装置
図１～図８は、クリープ試験装置１の斜視図である。図１～図４は、試験片２にねじり荷重と曲げ荷重の両方を付与する態様（以下、第１態様という）を示す。図５及び図６は、試験片２にねじり荷重を付与する態様（以下、第２態様という）を示す。

試験片２は棒状、特に丸棒又は丸パイプの形状を有し、その丸棒又は丸パイプの中心線が試験片２の軸線である。ねじり荷重とは、試験片２の軸線回りに試験片２をねじるような荷重をいう。ねじり荷重は、試験片２にねじりモーメントを発生させる。曲げ荷重とは、試験片２の軸線に垂直な方向に試験片２を曲げるような荷重をいう。曲げ荷重は、試験片２に曲げモーメントを発生させる。

作業者が第１態様のクリープ試験装置１に支持台８０、第三荷重伝達レバー８１、第二バランスウェイト８４及び第二ウェイト９０を組み付けると、クリープ試験装置１が第２の態様になる。作業者が第２態様のクリープ試験装置１から第三荷重伝達レバー８１、第二バランスウェイト８４及び第二ウェイト９０を取り外すと、クリープ試験装置１が第１の態様になる。
以上のように作業者がクリープ試験装置１の態様を変更することによって、試験片２に付与する荷重の態様が変更される。

２． 第１態様（曲げ及びねじり）
図１及び図２は、第１態様となったクリープ試験装置１をその前方、上方且つ左方から見て示した斜視図である。図１では、クリープ試験装置１の加熱炉３０が閉じられた状態を示す。図２では、第１態様となったクリープ試験装置１の加熱炉３０が開かれているとともに試験片２からホルダ４２、シャフト４３、一方向クラッチ４４及び第一荷重伝達レバー４１を取り外した状態を示す。図３は、クリープ試験装置１をその後方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。図４は、第１態様となったクリープ試験装置１をその前方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。図１～図３、図５及び図６では、クリープ試験装置１の各部を見やすくするために、変位センサ７１，７２の図示を省略する。

ベース板１１の下面には、高さ調整可能な４つの脚１２が取り付けられている。ベース板１１がこれら脚１２によって作業台の上に支持される。脚１２の高さを個別に調整することによって、ベース板１１を水平に設置することができる。

ベース板１１上には、取付台２０が取り付けられている。取付台２０の前面には、試験片支持部２１が取り付けられている。試験片２の一端が試験片支持部２１に対して着脱可能に試験片支持部２１によって把持される。試験片支持部２１に固定された試験片２の軸線は、ベース板１１の上方において前後に延在するとともに、ベース板１１に対して平行である。試験片２の軸線は、試験片支持部２１によって水平に支持される。

ベース板１１上の取付台２０の前には、加熱炉３０が設置されている。加熱炉３０は下半体３１及び上半体３２を有する。下半体３１が取付台２０の前においてベース板１１上に取り付けられ、上半体３２がヒンジ３４によって回転可能に下半体３１に連結されている。上半体３２が下半体３１の上に倒された状態では、下半体３１の上面に形成された溝３１ａと上半体３２の下面に形成された溝３２ａが上下に重なり合う。溝３１ａ，３２ａが重なり合うことによって、加熱炉３０内に中空が形成される。その中空は加熱炉３０の前面と後面において開口しており、試験片支持部２１が加熱炉３０の後面の開口から加熱炉３０の中空に挿入されている。試験片２は加熱炉３０の中空に収容される。

加熱炉３０は電気炉であり、電気ヒータ及び温度センサが加熱炉３０に設けられている。電気ヒータによって加熱炉３０の中空及び試験片２が加熱され、加熱炉３０の中空の温度が温度センサに計測される。制御回路が温度センサの計測温度に従って電気ヒータをフィードバック制御することによって、加熱炉３０の中空が一定の温度に制御される。

試験片２の他端はホルダ４２及びシャフト４３を介して一方向クラッチ４４に連結されている。具体的には、以下の通りである。試験片２の他端がチューブ型のホルダ４２に挿入されている。試験片２の他端がホルダ４２に対して着脱可能にホルダ４２に固定されている。シャフト４３の一部が試験片２の反対側からホルダ４２に挿入され、シャフト４３の残りの部分がホルダ４２から前に突き出ている。シャフト４３はホルダ４２に対して着脱可能にホルダ４２に固定されている。シャフト４３のうちホルダ４２から突き出た部分が一方向クラッチ（カムクラッチ）４４の内輪４４ａに挿入されている。ナット４５がシャフト４３の先端部に螺合することによって、シャフト４３が一方向クラッチ４４の内輪４４ａに固定されている。

一方向クラッチ４４は、内輪４４ａと、その内輪４４ａの外側において内輪４４ａに対して相対的に回転可能に設けられた外輪４４ｂと、内輪４４ａと外輪４４ｂとの間に設けられた機構部（機構部は例えばカム、スプリング及びベアリング等から構成される。）とを有する。外輪４４ｂは、機構部によって内輪４４ａに対して一方向（前から見て時計回り）の回転が許容され、他方向（前から見て反時計回り）の回転が規制される。図２において、内輪４４ａに対して外輪４４ｂの回転が許容される方向を矢印Ａにより示し、内輪４４ａに対して外輪４４ｂの回転が規制される方向を矢印Ｂにより示す。

一方向クラッチ４４の外輪４４ｂは第一荷重伝達レバー４１に固定されている。具体的には、第一荷重伝達レバー４１の一端と他端の間の部分には、リング４１ａが設けられ、一方向クラッチ４４がリング４１ａに嵌め込まれ、キー４６によって一方向クラッチ４４の外輪４４ｂがリング４１ａに固定されている。ここで、外輪４４ｂの外周面にキー溝４４ｃが形成され、リング４１ａの内周面にキー溝４１ｂが形成され、キー４６がキー溝４１ｂ，４４ｃに嵌め込まれ、これにより外輪４４ｂがリング４１ａに固定されている。

一方向クラッチ４４は、試験片２に対して第一荷重伝達レバー４１の一方向（前から見て時計回り）の回転を許容し、逆方向（前から見て反時計回り）の回転を規制する。つまり、第一荷重伝達レバー４１の一方向の回転力が一方向クラッチ４４によって試験片２に伝達され、第一荷重伝達レバー４１の逆方向の回転力が一方向クラッチ４４によって試験片２に伝達されない。

シャフト４３には、貫通孔等の中空が形成されており、その中空には可撓性チューブ４３ａ，４３ｂが連結されている。冷却水が可撓性チューブ４３ａを通じてシャフト４３の中空に供給され、シャフト４３の中空内の冷却水が可撓性チューブ４３ｂを通じて排出される。これにより、シャフト４３及び一方向クラッチ４４が水冷される。なお、図１及び図３～図６では、クリープ試験装置１の各部を見やすくするために、可撓性チューブ４３ａ，４３ｂの図示を省略する。

第一荷重伝達レバー４１の軸線は、試験片２の軸線に対して直交する。第一荷重伝達レバー４１の一端には、ころ４１ｄが取り付けられ、第一荷重伝達レバー４１の他端には、ころ４１ｅが取り付けられている。ころ４１ｄ，４１ｅの外周面は、第一荷重伝達レバー４１の軸線を中心軸とした円柱面状に形成されている。

第一荷重伝達レバー４１及び一方向クラッチ４４は、加熱炉３０の前面の前に配置されている。ホルダ４２は加熱炉３０の前面の開口から加熱炉３０の中空に挿入されている。ホルダ４２が加熱炉３０の中空の内面から内側に離間しており、ホルダ４２が加熱炉３０に支持されていない。

ベース板１１上には、支持台５０が取り付けられている。前後方向に沿った支持台５０の位置は調整可能である。支持台５０は、加熱炉３０の左斜め前に配置されている。支持台５０の上部には、第二荷重伝達レバー５１が支点５２を中心にして振り上げ下げ可能に支点５２によって連結されている。支点５２の回転軸線は左右に延びており、第二荷重伝達レバー５１が支点５２から前後に延びている。支点５２は第一荷重伝達レバー４１よりも前に位置する。第二荷重伝達レバー５１の前端には、バランスウェイト５４が取り付けられている。バランスウェイト５４と第二荷重伝達レバー５１の全体としての重量は、支点５２において釣り合いが取れている。

第二荷重伝達レバー５１のうち支点５２から後端までの部分は、第一荷重伝達レバー４１の左端の上を前後に横切っている。

第二荷重伝達レバー５１のうち支点５２から後端までの部分には、複数の係止穴５３が第二荷重伝達レバー５１の軸線方向に間隔を置いて形成されている。何れかの係止穴５３にウェイト６０のフック６１が引っ掛かって、そのウェイト６０が係止穴５３から懸下されている。

ウェイト６０の重量荷重が第二荷重伝達レバー５１に付与されることによって、支点５２から第二荷重伝達レバー５１の後端までの部分が振り下げられる。ウェイト６０の重量荷重により第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の上からころ４１ｄに押し当てられる。第二荷重伝達レバー５１がその下から第一荷重伝達レバー４１によって支持される。第二荷重伝達レバー５１においては、第一荷重伝達レバー４１による支持力のモーメントとウェイト６０の荷重のモーメントが釣り合う。また、第二荷重伝達レバー５１ところ４１ｄの外周面の接触箇所では、下向きの荷重がウェイト６０の重量荷重によって第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１の左端に付与される。その荷重の向きは第一荷重伝達レバー４１の軸線に対してほぼ垂直方向である。これは、第二荷重伝達レバー５１がころ４１ｄの円柱面状外周面に接触しているためである。第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１の左端に付与される荷重は、試験片２に曲げモーメントとねじりモーメントの両方を発生させる。何れかの係止穴５３から懸下されたウェイト６０を別の係止穴５３に付け替えることによって、第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１の左端に付与される下向きの荷重の大きさが変化する。

図４に示すように、曲げモーメントによる試験片２の他端の下方への変位をダイヤルゲージ式の変位センサ７１によって計測することができる。試験片２のねじり変形に伴う第一荷重伝達レバー４１と第二荷重伝達レバー５１の接触部分の下方への変位がダイヤルゲージ式の変位センサ７２によって計測することができる。

第１態様のクリープ試験装置１を用いたクリープ試験方法について以下に説明する。

まず、上半体３２を下半体３１から起こし上げることによって、加熱炉３０を開く。そして、試験片２を下半体３１の溝３１ａに入れて、試験片２の一端を試験片支持部２１に取り付ける。試験片２の他端にホルダ４２を取り付け、ホルダ４２にシャフト４３を取り付け、シャフト４３に一方向クラッチ４４の内輪４４ａを取り付け、一方向クラッチ４４の外輪４４ｂにシャフト４３を取り付ける。この際、第一荷重伝達レバー４１の軸線を水平にする。

次に、上半体３２を下半体３１の上に倒すことによって、加熱炉３０を閉じる。そうすると、試験片２が加熱炉３０の中空に収容される。

次に、変位センサ７１，７２を設置する。次に、加熱炉３０の電源を入れて、加熱炉３０の中空を高温に加熱して、加熱炉３０の中空の温度を所定の温度に保たせる。

次に、何れかの係止穴５３にフック６１を引っ掛けて、その係止穴５３からウェイト６０を懸下する。そうすると、支点５２から第二荷重伝達レバー５１の後端までの部分がウェイト６０の重量荷重によって振り下げられるので、第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の上からころ４１ｄに押し当てられる。ウェイト６０の重量荷重によってねじりモーメント及び曲げモーメントが試験片２に発生する。ここで、クリープ試験の初期では、第一荷重伝達レバー４１が水平であるため、第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に伝達する荷重の向きは、第一荷重伝達レバー４１に対してほぼ垂直な方向である。
次に、変位センサ７１，７２のゼロ点を設定する。

試験片２が加熱炉３０により加熱された状態で、ねじりモーメント及び曲げモーメントが試験片２に与えられるため、試験片２にクリープ現象が生じる。つまり、時間の経過に伴って試験片２のねじり及び曲げの変形が増大する。そこで、クリープ試験の間中、試験片２の他端の下方への変位を変位センサ７１によって連続的、断続的又は間欠的に計測する。変位センサ７１による計測結果を試験片２の曲げ変形量に換算することができる。
また、クリープ試験の間中、第一荷重伝達レバー４１と第二荷重伝達レバー５１の接触部分の下方への変位を変位センサ７２によって連続的、断続的又は間欠的に計測する。変位センサ７２による計測結果を試験片２のねじり変形量に換算することができる。

試験片２のクリープ現象によって第一荷重伝達レバー４１の回転変位が大きくなるにつれて、第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に伝達する荷重の向きは徐々に変化する。クリープ試験の継続中に第一荷重伝達レバー４１の回転変位が大きくなったら、使用者がウェイト６０の重量荷重に抗して、前から見て時計回り（図２中の矢印Ａ参照）に第一荷重伝達レバー４１を回転させて、第一荷重伝達レバー４１を水平に戻すことができる。これは、一方向クラッチ４４が設けられているためである。第一荷重伝達レバー４１を戻すことによって、第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に伝わる荷重の向きを第一荷重伝達レバー４１の軸線に対して垂直な方向に修正することができる。

３． 第２態様（ねじり）
図５は、第２態様となったクリープ試験装置１をその前方、上方且つ左方から見て示した斜視図である。図６は、第２態様となったクリープ試験装置１をその後方、上方且つ右方から見て示した斜視図である。

ベース板１１上には、支持台８０が着脱可能に取り付けられている。前後方向に沿った支持台８０の位置は調整可能である。支持台８０は、加熱炉３０の右斜め前に配置されている。支持台８０の上部には、第三荷重伝達レバー８１が支点８２を中心にして振り上げ下げ可能に支点８２によって連結されている。支点８２の回転軸線は左右に延びており、第三荷重伝達レバー８１が支点８２から前後に延びている。支点８２は第一荷重伝達レバー４１よりも後ろに位置する。支点８２は支点５２よりも低い位置にある。

第三荷重伝達レバー８１の前端には、第二バランスウェイト８４が取り付けられている。第二バランスウェイト８４と第三荷重伝達レバー８１の全体としての重量は、支点８２において釣り合いが取れている。

第三荷重伝達レバー８１のうち支点８２から前端までの部分は、第一荷重伝達レバー４１の右端の下を前後に横切っている。

第三荷重伝達レバー８１のうち支点８２から後端までの部分には、複数の係止穴８３が第三荷重伝達レバー８１の軸線方向に間隔を置いて形成されている。何れかの係止穴８３に第二ウェイト９０のフック９１が引っ掛かって、その第二ウェイト９０が係止穴８３から懸下されている。

第二ウェイト９０の重量荷重が第三荷重伝達レバー８１に付与されることによって、支点８２から第三荷重伝達レバー８１の後端までの部分が振り下げられ、支点８２から第三荷重伝達レバー８１の前端までの部分が振り上げられる。第二ウェイト９０の重量荷重によって第三荷重伝達レバー８１が第一荷重伝達レバー４１の右端の下からころ４１ｅに押し当てられる。第三荷重伝達レバー８１がその上からころ４１ｅによって支持される。第三荷重伝達レバー８１においては、第一荷重伝達レバー４１による支持力のモーメントと第二ウェイト９０の荷重のモーメントが釣り合う。また、第三荷重伝達レバー８１ところ４１ｅの接触箇所では、上向きの荷重が第二ウェイト９０の重量荷重によって第三荷重伝達レバー８１から第一荷重伝達レバー４１の右端に付与される。その荷重の向きは鉛直方向に対してほぼ平行である。その上向きの荷重と、第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に付与される下向きの荷重の両方は、試験片２にねじりモーメントを発生させる。

第２態様のクリープ試験装置１を用いたクリープ試験方法について以下に説明する。

第１態様の場合と同様に、試験片２の他端にホルダ４２、シャフト４３、一方向クラッチ４４及び第一荷重伝達レバー４１を取り付ける。また、試験片２を加熱炉３０内に収容して、試験片２の一端に試験片支持部２１を取り付ける。
次に、変位センサ７１，７２を設置する。
次に、加熱炉３０の電源を入れて、加熱炉３０の中空の温度を高温に保たせる。
次に、何れかの係止穴５３にフック６１を引っ掛けて、その係止穴５３からウェイト６０を懸下する。そうすると、支点５２から第二荷重伝達レバー５１の後端までの部分がウェイト６０の重量荷重によって振り下げられるので、第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の上からころ４１ｄに押し当てられる。

また、何れかの係止穴８３にフック９１を引っ掛けて、その係止穴８３から第二ウェイト９０を懸下する。そうすると、支点８２から第三荷重伝達レバー８１の前端までの部分が第二ウェイト９０の重量荷重によって振り上げられるので、第三荷重伝達レバー８１が第一荷重伝達レバー４１の右端の下からころ４１ｅに押し当てられる。
ウェイト６０，９０の重量荷重によってねじりモーメントが試験片２に発生する。
次に、変位センサ７１，７２のゼロ点を設定する。

試験片２が加熱炉３０により加熱された状態で、ねじりモーメントが試験片２に与えられるため、試験片２にクリープ現象が生じる。つまり、時間の経過に伴って試験片２のねじりの変形が増大する。クリープ試験の間中、第一荷重伝達レバー４１と第二荷重伝達レバー５１の接触部分の下方への変位を変位センサ７２によって連続的、断続的又は間欠的に計測する。変位センサ７２による計測結果を試験片２のねじり変形量に換算することができる。

クリープ試験の継続中に第一荷重伝達レバー４１の回転変位が大きくなったら、使用者がウェイト６０，９０の重量荷重に抗して、前から見て時計回り（図２中の矢印Ａ参照）に第一荷重伝達レバー４１を回転させて、第一荷重伝達レバー４１を水平に戻すことができる。第一荷重伝達レバー４１を水平に戻すことによって、荷重伝達レバー５１，８１から第一荷重伝達レバー４１に伝わる荷重の向きを第一荷重伝達レバー４１の軸線に対して垂直な方向に修正することができる。

５． 有利な効果
（１） 第１態様のクリープ試験装置１を用いれば、ウェイト６０の重量荷重によってねじりモーメントと曲げモーメントの両方が試験片２に発生する。油圧、空気圧及び電力を利用せずにウェイト６０の位置エネルギーを利用して、ねじりモーメントと曲げモーメントの両方を試験片２に発生させるため、第１態様のクリープ試験装置１がシンプル且つ小型な構造を有する。

（２） 第２態様のクリープ試験装置１を用いれば、ウェイト６０，９０の重量荷重によってねじりモーメントが試験片２に発生する。ねじりモーメントの発生のための動力源を使用しないため、第２態様のクリープ試験装置１もシンプル且つ小型な構造を有する。

（３） クリープ試験の継続中に第一荷重伝達レバー４１の回転変位が大きくなったら、前から見て時計回りに第一荷重伝達レバー４１を回転させて、第一荷重伝達レバー４１を水平に戻すことができる。第一荷重伝達レバー４１を戻すことによって、荷重伝達レバー５１，８１から第一荷重伝達レバー４１に伝わる荷重の向きを第一荷重伝達レバー４１の軸線に対して垂直な方向に戻すことができる。

（４） 一方向クラッチ４４を水冷することができる。よって、一方向クラッチ４４の温度が許容温度や耐熱温度を超えることがない。

（５） 第二荷重伝達レバー５１の延在方向が第一荷重伝達レバー４１の延在方向に対して交差し、第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の上を前後に横切っている。そのため、ウェイト６０からホルダ４２までの直線距離が短く、第１態様のクリープ試験装置１がコンパクトである。ウェイト６０から第一荷重伝達レバー４１及び第二荷重伝達レバー５１に沿ってホルダ４２までの距離が長く、ウェイト６０の重量荷重によって大きな荷重が試験片２に作用する。
同様に、第三荷重伝達レバー８１が第一荷重伝達レバー４１の右端の下を前後に横切っているので、第２態様のクリープ試験装置１がコンパクトであるとともに、ウェイト９０の重量荷重によって大きな荷重が試験片２に作用する。

（６） 支持台８０、第三荷重伝達レバー８１、第二バランスウェイト８４及び第二ウェイト９０を着脱するだけで、クリープ試験装置１をねじり且つ曲げのクリープ試験にもねじりのクリープ試験にも利用することができる。

（７） 荷重伝達レバー４１，５１、支持台８０、第二バランスウェイト８４及び第二ウェイト９０が加熱炉３０の外側に配置されている。そのため、これらが熱の影響を受けない。また、荷重伝達レバー４１，５１及び支持台８０にクリープ現象が生じない。

（８） 試験片２が加熱炉３０に収容されるため、試験片２が所定の温度に加熱された状態で、ねじりモーメント（又は、ねじりモーメントと曲げモーメントの両方）を試験片２に与えることができる。このため、高温環境下における試験片２のクリープ現象を評価することができる。例えば、試験片２が蒸気タービン再熱止弁の鋳鋼溶接部を想定したものである場合には、その鋳鋼溶接部が受ける高温環境及び荷重環境を試験片２に再現することができる。

６． 変形例
第１態様においては、支点５２が第一荷重伝達レバー４１よりも後ろ且つ下に位置してもよい。この場合、一方向クラッチ４４を前後反転させることによって、一方向クラッチ４４は、試験片２に対して第一荷重伝達レバー４１の反時計回り（図２中の矢印Ｂ参照）の回転を許容し、時計回り（図２中の矢印Ａ参照））の回転を規制する。更に、第二荷重伝達レバー５１のうち支点５２から前端までの部分は、第一荷重伝達レバー４１の左端の下を前後に横切っている。そのため、ウェイト６０の重量荷重によって第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の下からころ４１ｄに押し当てられることによって、上向きの荷重が第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に付与される。その上向きの荷重が試験片２に曲げモーメントとねじりモーメントの両方を発生させる。

第２態様においては、支点５２が第一荷重伝達レバー４１よりも後ろ且つ下に位置し、支点８２が第一荷重伝達レバー４１よりも前且つ上に位置してもよい。この場合、一方向クラッチ４４を前後反転させることによって、一方向クラッチ４４は、試験片２に対して第一荷重伝達レバー４１の反時計回り（図２中の矢印Ｂ参照）の回転を許容し、時計回り（図２中の矢印Ａ参照））の回転を規制する。更に、第二荷重伝達レバー５１のうち支点５２から前端までの部分は、第一荷重伝達レバー４１の左端の下を前後に横切っている。そのため、ウェイト６０の重量荷重によって第二荷重伝達レバー５１が第一荷重伝達レバー４１の左端の下からころ４１ｄの左端に押し当てられることによって、上向きの荷重が第二荷重伝達レバー５１から第一荷重伝達レバー４１に付与される。また、第三荷重伝達レバー８１のうち支点８２から後端までの部分は、第一荷重伝達レバー４１の右端の上を前後に横切っている。そのため、第二ウェイト９０の重量荷重によって第三荷重伝達レバー８１が第一荷重伝達レバー４１の右端の上からころ４１ｅに押し当てられることによって、下向きの荷重が第三荷重伝達レバー８１から第一荷重伝達レバー４１に付与される。上向きの荷重と下向きの荷重の両方が、試験片２にねじりモーメントを発生させる。

ころ４１ｄ，４１ｅを設ける代わりに、第一荷重伝達レバー４１の外周面が円柱面状に形作られていてもよい。

１…クリープ試験装置
２…試験片
２１…試験片支持部
３０…加熱炉
４４…一方向クラッチ
４１…第一荷重伝達レバー
５１…第二荷重伝達レバー
６０…ウェイト
８１…第三荷重伝達レバー
９０…第二ウェイト

Claims (2)

1. 試験片を収容するとともに前記試験片を加熱する加熱炉と、
   前記試験片の一端を固定し、前記試験片の軸線を水平に支持する試験片支持部と、
   前記試験片の他端に連結された一方向クラッチと、
   前記試験片の軸線に対して直交する方向に前記一方向クラッチから水平に延びた第一荷重伝達レバーと、
   前記試験片からずれた位置において前記第一荷重伝達レバーの上又下を横切るとともに、振り上げ下げ可能に支持された第二荷重伝達レバーと、
   前記第二荷重伝達レバーに重量荷重を付与することによって、前記第二荷重伝達レバーを前記第一荷重伝達レバーの上又は下から前記第一荷重伝達レバーに押し当てるウェイトと、を備え、
   前記一方向クラッチは、前記ウェイトによって前記第二荷重伝達レバーから前記第一荷重伝達レバーに付与される荷重による前記試験片に対する前記第一荷重伝達レバーの回転を規制するとともに、前記試験片に対する前記第一荷重伝達レバーの反対向きの回転を許容し、
   ねじりモーメントと曲げモーメントの両方を前記ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与する
   クリープ試験装置。
2. 前記試験片に関して前記第二荷重伝達レバーの反対側の位置において前記第一荷重伝達レバーの上又は下を横切るとともに、振り上げ下げ可能に支持された第三荷重伝達レバーと、
   前記第三荷重伝達レバーに重量荷重を付与することによって、前記第三荷重伝達レバーを前記第一荷重伝達レバーの上又は下から前記第一荷重伝達レバーに押し当てる第二ウェイトと、
   を更に備え、
   前記第三荷重伝達レバーが着脱可能であり、
   前記第三荷重伝達レバーが外された場合に、ねじりモーメントと曲げモーメントの両方を前記ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与し、
   前記第三荷重伝達レバーが取り付けられた場合に、ねじりモーメントを前記ウェイト及び前記第二ウェイトの重量荷重により前記試験片に付与する
   請求項１に記載のクリープ試験装置。

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