特開 2022-19035 試験片の保持装置及び試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022019035

(43)【公開日】2022-01-27

(54)【発明の名称】試験片の保持装置及び試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20220120BHJP

   G01N 3/08 20060101ALI20220120BHJP

【ＦＩ】

G01N3/04 A

G01N3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020122573

(22)【出願日】2020-07-17

(71)【出願人】

【識別番号】590000721

【氏名又は名称】株式会社キーレックス

(71)【出願人】

【識別番号】500213915

【氏名又は名称】株式会社ワイテック

(71)【出願人】

【識別番号】520200584

【氏名又は名称】株式会社キーレックス・ワイテック・インターナショナル

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】倉岡 博之

(72)【発明者】

【氏名】山形 正彦

(72)【発明者】

【氏名】森戸 拓馬

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AA01

2G061AA11

2G061AB01

2G061BA01

2G061CA01

2G061CB18

2G061CB20

2G061CC01

2G061DA16

2G061EA01

2G061EA02

(57)【要約】

【課題】溶接部を有する試験片に対して該溶接部の強度試験を行う際に、試験精度を向上させる。
【解決手段】第１金属片１０１を保持する第１保持具１０と、第２金属片１０２を保持する第２保持具２０と、を備え、第１及び第２保持具１０，２０は、第１及び第２本体部１１，２１にそれぞれ取り付けられた第１及び第２可動部１３，２３と、各金属片１０１，１０２とそれぞれ取付固定しかつ取付固定された各金属片１０１，１０２が、第１及び第２可動部１３，２３を介して互いに離間するように引っ張られる際に、溶接部１０３の周辺部分の変形を抑制可能に構成された第１及び第２固定部１２，２２を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

断面Ｕ字状をなす一対の金属片を、各Ｕ字開口が互いに反対側を向くように各Ｕ字底部同士を接合部により接合して形成された試験片の保持装置であって、
前記一対の金属片の一方を保持する第１保持具と、
前記一対の金属片の他方を保持する第２保持具と、を備え、
前記第１保持具は、
第１本体部と、
前記第１本体部に設けられかつ前記一方の金属片を、該一方の金属片が嵌め込まれた状態で取付固定する第１固定部と、
前記第１本体部とは別体で構成され、前記第１本体部に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第１可動部と、
を有し、
前記第２保持具は、
第２本体部と、
前記第２本体部に設けられかつ前記他方の金属片を、該他方の金属片が嵌め込まれた状態で取付固定する第２固定部と、
前記第２本体部とは別体で構成され、前記第２本体部に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第２可動部と、
を有し、
前記第１及び第２固定部は、前記第１及び第２可動部を介して、取付固定された前記各金属片が互いに離間するように引っ張られる際に、前記試験片の変形を抑制可能に構成されていることを特徴とする試験片の保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載の試験片の保持装置において、
前記第１固定部は、前記一方の金属片のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有し、
前記第２固定部は、前記他方の金属片のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有することを特徴とする試験片の保持装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の試験片の保持装置において、
前記第１及び第２可動部は、前記試験片の接合部を中心に点対称に並ぶように、前記第１及び第２本体部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする試験片の保持装置。

【請求項4】

請求項３に記載の試験片の保持装置において、
前記各金属片の前記各Ｕ字底部はそれぞれ面状をなしており、
前記第１及び第２本体部は、前記第１可動部、前記接合部、及び前記第２可動部が、前記Ｕ字底部の面直方向と該面直方向に直交する方向とに一直線に並ぶことができるように、前記第１及び第２可動部を取り付け可能に構成されていることを特徴とする試験片の保持装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つに記載の試験片の保持装置において、
前記第１及び第２本体部は、それぞれ平板状の扇形をなしており、
前記第１及び第２固定部は、前記第１及び第２本体部の扇形の中心を含む部分にそれぞれ形成され、
前記第１及び第２可動部は、前記第１及び第２本体部の周縁を含むようにそれぞれ取り付けられていることを特徴とする試験片の保持装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載の試験片の保持装置を用いた試験方法であって、
前記一方の金属片を前記第１固定部に固定しかつ前記他方の金属片を前記第２固定部に固定する保持工程と、
前記第１及び第２可動部を引張装置に取り付ける取付工程と、
前記保持工程及び前記取付工程の後に、前記第１及び第２可動部を、前記接合部から離れる方向にそれぞれ引っ張る引張工程と、を含むことを特徴とする試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、試験片の保持装置及び試験方法に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、引張試験等の試験片を保持するための保持装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、一方向に延びる試験部と、該試験部の延伸方向と直交する方向に突出して該試験部に対して段差を形成するように、該試験部の前記延伸方向の両端にそれぞれ設けられた一対の保持部とを有する試験片を保持するための装置が開示されており、該保持装置は、一対の保持部のうち一方を保持する第１固定部と、一対の保持部のうち他方を保持する第２固定部とを備え、第１及び第２固定部は、保持部を延伸方向の両側から保持する延伸方向固定部と、保持部を直交方向の両側から保持する第１ 直交方向固定部とをそれぞれ有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－７０９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年は自動車の安全性を向上させながら車体を構成する部品の軽量化が求められており、車体部品を製造する企業においてもこの要求に応えるべく試行錯誤の部品開発が盛んに進められている。このために、車体部品そのもののみならず、車体部品同士の接合部分に関して、その挙動や強度などの試験評価も重要になっている。

【0006】

接合部分の強度試験において、試験精度を向上させるためには、母材の変形を出来る限り抑制させることが求められる。特許文献１に記載の保持装置は、母材そのものにおいて、特定部分の周囲の変形を抑制しながら該特定部分の強度を測定することが可能ではあるが、接合部分の強度を測定する際には適用し難い。

【0007】

ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接合部を有する試験片に対して該接合部の強度試験を行う際に、試験精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、ここに開示された技術の第１の態様は、断面Ｕ字状をなす一対の金属片を、各Ｕ字開口が互いに反対側を向くように各Ｕ字底部同士を接合部により接合して形成された試験片の保持装置を対象として、前記一対の金属片の一方を保持する第１保持具と、前記一対の金属片の他方を保持する第２保持具と、を備え、前記第１保持具は、第１本体部と、前記第１本体部に設けられかつ前記一方の金属片を、該一方の金属片が嵌め込まれた状態で取付固定する第１固定部と、前記第１本体部とは別体で構成され、前記第１本体部に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第１可動部と、を有し、前記第２保持具は、第２本体部と、前記第２本体部に設けられかつ前記他方の金属片を、該他方の金属片が嵌め込まれた状態で取付固定する第２固定部と、前記第２本体部とは別体で構成され、前記第２本体部に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第２可動部と、を有し、前記第１及び第２固定部は、前記第１及び第２可動部を介して、取付固定された前記各金属片が互いに離間するように引っ張られる際に、前記試験片の変形を抑制可能に構成されている、ことを特徴とする。

【0009】

ここに開示された技術の第２の態様は、第１の態様において、前記第１固定部は、前記一方の金属片のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有し、前記第２固定部は、前記他方の金属片のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有する、ことを特徴とする。

【0010】

ここに開示された技術の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記第１及び第２可動部は、前記試験片の接合部を中心に点対称に並ぶように、前記第１及び第２固定部にそれぞれ取り付けられている、ことを特徴とする。

【0011】

ここに開示された技術の第４の態様は、第３の態様において、前記各金属片の前記各Ｕ字底部はそれぞれ面状をなしており、前記第１及び第２本体部は、前記第１可動部、前記接合部、及び前記第２可動部が、前記Ｕ字底部の面直方向と該面直方向に直交する方向とに一直線に並ぶことができるように、前記第１及び第２可動部を取り付け可能に構成されている、ことを特徴とする。

【0012】

ここに開示された技術の第５の態様は、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、前記第１及び第２本体部は、それぞれ平板状の扇形をなしており、前記第１及び第２固定部は、前記第１及び第２本体部の扇形の中心を含む部分にそれぞれ形成され、前記第１及び第２可動部は、前記第１及び第２本体部の周縁を含むようにそれぞれ取り付けられている、ことを特徴とする。

【0013】

ここに開示された技術は、第１～第５の態様のいずれか１つの保持装置を用いた試験方法をも対象とする。具体的には、ここに開示された技術の第６の態様は、前記一方の金属片を前記第１固定部に固定しかつ前記他方の金属片を前記第２固定部に固定する保持工程と、前記第１及び第２可動部を引張装置に取り付ける取付工程と、前記保持工程及び前記取付工程の後に、前記第１及び第２可動部を、前記接合部から離れる方向にそれぞれ引っ張る引張工程と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

ここに開示された技術の第１及び第６の態様によると、試験片を保持する第１及び第２固定部が、各金属片が互いに離間するように引っ張られる際に、試験片の変形を抑制可能に構成されているため、実際に接合部に入力されている荷重を精度良く求めることができる。これにより、試験精度を向上させることができる。

【0015】

ここに開示された技術の第２の態様によると、試験精度をより向上させることができる。すなわち、第１固定部が一方の金属片におけるＵ字開口の幅と同程度の幅を有し、第２固定部が他方の金属片におけるＵ字開口の幅と同程度の厚みを有していれば、Ｕ字開口が閉じるような変形を効果的に抑制することができる。これにより、試験精度をより向上させることができる。

【0016】

ここに開示された技術の第３の態様によると、第１可動部、接合部、及び第２可動部が一直線上に並ぶようになるため、第１及び第２可動部を介して、各金属片が互いに離間するように引っ張る引張試験を行う際に、接合部に精度良く負荷を入力することができる。これにより、試験精度をより向上させることができる。

【0017】

ここに開示された技術の第４の態様によると、１つの保持装置で、引張剪断強度試験と接手引張試験とを実行することができる。これにより、試験の効率を向上させることができる。

【0018】

ここに開示された技術の第５の態様によると、第１及び第２可動部を移動させたとしても、接合部から可動部までの距離を一定に保つことができる。これにより、第１及び第２可動部のセッティングが容易になって、試験の効率をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】例示的な実施形態に係る保持装置に保持される試験片を示す斜視図である。

【図2】試験片が保持された状態の保持装置を示す正面図である。

【図3】試験片が保持された状態の保持装置を示す側面図である。

【図4】試験片が保持された状態の保持装置を示す平面図である。

【図5】図４のV-V線で切断した断面図である。

【図6】試験片が保持された状態の保持装置を示す正面図であって、図２とは異なる位置に第１及び第２可動部を配置した状態を示す。

【図7】引張試験時の試験片の状態を例示する模式図であり、（ａ）は接手引張試験のときを示し、（ｂ）は引張剪断強度試験のときを示す。

【図8】保持装置を用いて十字接手引張試験を行った結果を示すグラフである。

【図9】保持装置を用いて引張剪断強度試験を行った結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

【0021】

〈試験片〉
図１は、保持装置１に保持される試験片１００を示す。試験片１００は、断面Ｕ字状をなす一対の金属片を、各Ｕ字開口が互いに反対側を向くように溶接して形成されている。以下、試験片１００を形成する一方の金属片を第１金属片１０１といい、他方の金属片を第２金属片１０２という。

【0022】

第１金属片１０１は、平面上の第１底部１０１ａと、第１底部１０１ａの端部から互いに対向するようにそれぞれ延びる一対の第１立壁部１０１ｂとを有する。各第１立壁部１０１ｂには、２つの孔部１０１ｃがそれぞれ形成されている。第２金属片１０２は、第１金属片１０１と同様の構成をしており、平面上の第２底部１０２ａと、一対の第２立壁部１０２ｂとを有する。各第２立壁部１０２ｂには、２つの孔部１０２ｃがそれぞれ形成されている。

【0023】

試験片１００は、図１に示すように、第１金属片１０１のＵ字開口と第２金属片１０２のＵ字開口とが互いに逆方向を向いた状態で、第１底部１０１ａと第２底部１０２ａとを重ねて溶接により接合することで形成されている。溶接部１０３は、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの中央部分に形成されている。溶接部１０３は接合部の一例である。

【0024】

〈保持装置〉
保持装置１は、第１金属片１０１を保持する第１保持具１０と、第２金属片１０２を保持する第２保持具２０とを有する。第１保持具１０と第２保持具２０とは、同じ構造をしており、使用時には点対称になるように配置される。以下、第１及び第２保持具１０，２０の構成について図２～図６を参照しながら詳細に説明する。

【0025】

第１保持具１０は、金属板で構成された第１本体部１１を有する、第１本体部１１は、厚み方向から見て、略扇形をなしている。

【0026】

第１本体部１１の扇形の中央付近には、第１金属片１０１が取付固定される第１固定部１２が形成されている。第１固定部１２は、図２及び図６に示すように、前記厚み方向から見て、矩形状をなしている。図５に示すように、第１固定部１２は、第１本体部１１と一体に形成されている。第１固定部１２の厚みは、第１本体部１１の厚みよりも大きい。具体的には、第１固定部１２は、第１金属片１０１のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有する。第１固定部１２には、第１金属片１０１の孔部１０１ｃに対応する位置に、第１貫通孔１２ａが形成されている。第１貫通孔１２ａは、第１金属片１０１の孔部１０１ｃに対応して２つ形成されているが、図５において１つだけ示している。

【0027】

図３及び図５に示すように、第１金属片１０１は、第１固定部１２に外側から嵌め込まれている。第１金属片１０１は、孔部１０１ｃと第１貫通孔１２ａとが連通するように位置合わせされた後、軸状締結部材１０４（ボルト及びナット）により、第１固定部１２に取付固定される。これにより、第１金属片１０１が第１保持具１０に保持されるようになる。第１固定部１２に第１金属片１０１が取付固定されたときには、第１金属片１０１における第１立壁部１０１ｂの内側面の略全体が第１固定部１２に接触する。

【0028】

第１本体部１１の周縁の近傍部分には、該第１本体部１１とは別体で構成された第１可動部１３が取り付けられている。第１可動部１３は、試験片１００に対して引張強度試験を行う際に試験装置に接続される部分である。

【0029】

第１可動部１３は第１本体部１１に取り付けられる一対の第１取付部１４と、第１取付部１４に取り付けられかつ前記試験装置に接続される第１接続部１５とを有する。

【0030】

一対の第１取付部１４は、矩形状の金属板でそれぞれ構成されている。各第１取付部１４は、図５に示すように、第１本体部１１の周縁部を挟んだ状態で該第１本体部１１に取り付けられている。これにより、第１可動部１３が第１本体部１１の周縁を含むように取り付けられる。第１本体部１１の周縁よりもやや径方向内側の部分には、各第１取付部１４を取り付けるための複数の第１取付孔１１ａが設けられている。各第１取付孔１１ａは、第１本体部１１の径方向に相隣接する一対の第１取付孔１１ａ（以下、第１取付孔群１１ｂということがある）の中心同士を結んだ直線が特定の１点に集まるように、放射状にそれぞれ配置されている。この特定の点には、第１固定部１２に固定された試験片１００の溶接部１０３が位置するようになっている。

【0031】

各第１取付部１４は、２つの孔部１４ａをそれぞれ有する。２つの孔部１４ａは、第１取付孔群１１ｂに対応するように並んで形成されている。各第１取付部１４は、第１取付孔群１１ｂの一対の第１取付孔１１ａと各孔部１４ａとが連通した状態で、軸状締結部材１６（ボルト及びナット）により、第１本体部１１に取り付けられている。

【0032】

第１接続部１５は、矩形状の金属板で構成されている。第１接続部１５は、図５に示すように、第１本体部１１と隙間を空けた状態でかつ一対の第１取付部１４の間に挟まれた状態で、各第１取付部１４に取り付けられている。第１接続部１５は、軸状締結部材１７により各第１取付部１４に取り付けられている。

【0033】

第１可動部１３は、第１取付部１４の第１本体部１１に対する取付位置を変更することにより、第１本体部１１に対する取付位置を変更することができる。

【0034】

第２保持具２０は、前述したように、第１保持具１０と点対称に配置されるだけで、その構成は第１保持具１０と同じである。具体的には、第２保持具２０は、平板扇状の第２本体部２１と、第２本体部２１に設けられかつ第２金属片１０２を取付固定する第２固定部２２と、第２本体部２１とは別体で構成されかつ該第２本体部２１の周縁を含むように取り付けられる第２可動部２３とを有する。

【0035】

第２固定部２２は、第２本体部２１の扇形の中央付近に形成されている。第２固定部２２は矩形状をなしている。図５に示すように、第２固定部２２は、第２本体部２１と一体に形成されている。第２固定部２２は、第２金属片１０２のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有する。第２固定部２２には、第２金属片１０２の孔部１０２ｃに対応する位置に、第２貫通孔２２ａが形成されている。第２金属片１０２は、第２固定部２２に外側から嵌め込まれてた状態で、軸状締結部材１０４（ボルト及びナット）により、第２固定部２２に取付固定される。これにより、第２金属片１０２が第２保持具２０に保持されるようになる。第２固定部２２に第２金属片１０２が取付固定されたときには、第２金属片１０２における第２立壁部１０２ｂの内側面の略全体が第２固定部２２に接触する。

【0036】

第２可動部２３は、第２本体部２１に取り付けられる一対の第２取付部２４と、第２取付部２４に取り付けられかつ前記試験装置に接続される第２接続部２５とを有する。各第２取付部２４及び第２接続部２５は、矩形状の金属板でそれぞれ構成されている。

【0037】

図５に示すように、第２本体部２１の周縁よりもやや径方向内側の部分には、各第２取付部２４を取り付けるための複数の第２取付孔２１ａが設けられている。各第２取付孔２１ａは、第２本体部２１の径方向に相隣接する一対の第２取付孔２１ａ（以下、第２取付孔群２１ｂということがある）の中心同士を結んだ直線が特定の１点に集まるように、放射状にそれぞれ配置されている。この特定の点には、第２固定部２２に固定された試験片１００の溶接部１０３が位置するようになっている。

【0038】

各第２取付部２４は、第２取付孔群２１ｂに対応するように並ぶ２つの孔部２４ａをそれぞれ有する。各第２取付部２４は、軸状締結部材２６（ボルト及びナット）により、第２本体部２１に取り付けられている。

【0039】

第２接続部２５は、図５に示すように、第２本体部２１と隙間を空けた状態でかつ一対の第２取付部２４の間に挟まれた状態で、各第２取付部２４に取り付けられている。第２接続部２５は、軸状締結部材２７により各第２取付部２４に取り付けられている。

【0040】

第２可動部２３は、第２取付部２４の第２本体部２１に対する取付位置を変更することにより、第２本体部２１に対する取付位置を変更することができる。

【0041】

図２及び図６に示すように、保持装置１において、第１保持具１０と第２保持具２０とは、試験片１００の溶接部１０３を中心に点対称に並ぶように配置される。これにより、第１及び第２可動部１３，２３は、溶接部１０３を中心に点対称に並ぶようになる。また、第１及び第２保持具１０，２０は、試験片１００が各固定部１２，２２に固定された状態で、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が一直線上に並ぶようになっている。より具体的には、図２及び図６に示すように、第１可動部１３の第１接続部１５の幅方向の中点Ｍ１と、溶接部１０３と、第２可動部２３の第２接続部２５の幅方向の中点Ｍ２とが一直線上に並ぶようになる。

【0042】

本実施形態に係る保持装置１では、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３の一直線の並びは、図２に示すような、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの面直方向と、図６に示すような、該面直方向に垂直な方向との両方とで実現できるようになっている。すなわち、本実施形態に係る保持装置１において、第１及び第２本体部１１，２１は、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの面直方向と該面直方向に直交する方向とに一直線に並ぶことができるように、第１及び第２可動部１３，２３を取り付け可能に構成されている。これは、各第１取付孔群１１ｂが前述したような放射状に配置されているとともに、各第２取付孔群２１ｂが前述したような放射状に配置されているためである。尚、図示は省略しているが、本実施形態に係る保持装置１は、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３の一直線の並びが、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの面直方向に対して、第１及び第２本体部１１，２１の円周方向に３０°傾斜した方向、該面直方向に対して該円周方向に４５°傾斜した方向、及び該面直方向に対して該円周方向に６０°傾斜した方向にも実現できるようになっている。

【0043】

〈引張強度試験〉
本実施形態に係る保持装置１を用いて、試験片１００に対して溶接部１０３の引張強度試験を行うには、まず、試験片１００の第１金属片１０１を第１固定部１２に固定しかつ試験片１００の第２金属片１０２を第２固定部２２に固定する（保持工程）。

【0044】

次に、試験内容に合わせて第１及び第２可動部１３，２３の位置を調整する。例えば、接手引張試験（十字接手引張試験やＬ字接手引張試験等）を行うときには、図２に示すように、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの面直方向に並ぶように配置する。また、引張剪断強度試験を行うときには、図６に示すように、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が、第１及び第２底部１０１ａ，１０２ａの面直方向に垂直な方向に並ぶように配置する。本実施形態では、この他、３０°引張強度試験、４５°引張強度試験、及び６０°引張強度試験を行うことができる。

【0045】

次いで、第１及び第２可動部１３，２３（厳密には、第１及び第２接続部１５，２５）を不図示の引張装置に取り付ける（取付工程）。引張装置は既知のものを採用することができるため、詳細な説明を省略する。

【0046】

続いて、前記引張装置により、第１及び第２可動部１３，２３を、溶接部１０３から離れる方向にそれぞれ引っ張る（引張工程）。これにより、第１及び第２可動部１３，２３、第１及び第２本体部１１，２１、並びに第１及び第２固定部１２，２２を介して、溶接部１０３に荷重が入力される。

【0047】

そして、引張工程において溶接部１０３が分離するまでの荷重の変化を計測することで、試験結果を得ることができる。

【0048】

図７は、本実施形態に係る保持装置１を用いて引張強度試験を実施した際の試験片１００の形状を模式的に示している。図７（ａ）は、十字接手引張試験（以下、ＣＴＳ試験という）を行ったときの試験片１００の状態であり、図７（ｂ）は、剪断引張強度試験（以下、ＴＳＳ試験という）を行ったときの試験片１００の状態である。

【0049】

図７（ａ）に示すように、保持装置１を用いたＣＴＳ試験では、第１底部１０１ａ及び第２底部１０２ａが溶接部１０３に向かって僅かに変形するだけであり、それ以外の部分はほとんど変形しない。これは、第１及び第２金属片１０１，１０２が、その内周面が第１及び第２固定部１２，２２に接触するように、該第１及び第２固定部１２，２２に軸状締結部材１０４で取付固定されているためである。すなわち、第１底部１０１ａ及び第２底部１０２ａが互いに引っ張られたときには、第１及び第２金属片１０１，１０２は、そのＵ字開口が閉じるように変形しようとする。しかし、この変形が第１及び第２固定部１２，２２により抑制される。したがって、試験片１００の変形挙動が理想に近い挙動になって、ＣＴＳ試験における引張荷重が溶接部１０３に適切に入力されるようになる。

【0050】

一方で、図７（ｂ）に示すように、保持装置１を用いたＴＳＳ試験では、第１底部１０１ａ及び第２底部１０２ａ自体もほとんど変形しない。これは、保持装置１を用いた場合には、第１及び第２金属片１０１，１０２おけるＵ字底部１０１ａ，１０１ｂと立壁部１０１ｂ，１０２ｂとの間の角部の延びる方向と引張方向とが平行になるためである。ＴＳＳ試験における引張荷重も溶接部１０３に適切に入力されるようになる。

【0051】

図８は、従来のＣＴＳ試験の試験結果と本実施形態に係る保持装置１を用いたＣＴＳ試験の試験結果とを示す。図８のグラフにおいて、縦軸は溶接部１０３への入力荷重である。一方、図８のグラフにおいて、横軸は、試験片１００を引張方向に変位させた量であって、第１固定部１２と第２固定部２２との間の離間距離とみなしてもよい。

【0052】

図８に示すように、保持装置１を用いた場合には、従来のものと比較して、試験片１００の変位量に対する溶接部１０３への入力荷重が大きいことが分かる。また、保持装置１を用いた場合には、従来のものと比較して、試験片１００の変位量に対する溶接部１０３への入力荷重の変化が直線的になっていることが分かる。これは、従来のものは試験片１００が変形して荷重が逃げてしまうのに対して、本実施形態に係る保持装置１では、試験片１００がほとんど変形せず、試験片１００の変位量に応じた荷重が溶接部１０３に適切に入力されるためである。このように、本実施形態に係る保持装置１を用いれば、理想的なＣＴＳ試験が可能である。

【0053】

図９は、従来のＴＳＳ試験の試験結果と本実施形態に係る保持装置１を用いたＴＳＳ試験の試験結果とを示す。図９のグラフにおいて、縦軸は溶接部１０３への入力荷重である。一方、図９のグラフにおいて、横軸は、試験片１００を引張方向に変位させた量であって、第１固定部１２と第２固定部２２との間の離間距離とみなしてもよい。

【0054】

図９に示すように、保持装置１を用いた場合には、従来のものと比較して、試験片１００の変位量に対する溶接部１０３への入力荷重が大きいことが分かる。これについても、ＣＴＳ試験の場合と同様に、従来のものは試験片１００が変形して荷重が逃げてしまうのに対して、本実施形態の保持装置１では、試験片１００がほとんど変形せず、試験片１００の変位量に応じた荷重が溶接部１０３に適切に入力されるためである。したがって、本実施形態に係る保持装置１を用いれば、理想的なＴＳＳ試験も可能である。

【0055】

〈まとめ〉
したがって、本実施形態では、試験片１００を構成する一対の金属片のうち一方の金属片である第１金属片１０１を保持する第１保持具１０と、一対の金属片のうち他方の金属片である第２金属片１０２を保持する第２保持具２０と、を備え、第１保持具１０は、第１本体部１１と、第１本体部１１に設けられかつ第１金属片１０１を、該第１金属片１０１が嵌め込まれた状態で取付固定する第１固定部１２と、第１本体部１１とは別体で構成されかつ第１本体部１１に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第１可動部１３とを有し、第２保持具２０は、第２本体部２１と、第２本体部２１に設けられかつ第２金属片１０２を、該第２金属片１０２が嵌め込まれた状態で取付固定する第２固定部２２と、第２本体部２１とは別体で構成されかつ第２本体部２１に対して取付位置を変更できるように取り付けられる第２可動部２３とを有し、第１及び第２固定部１２，２２は、第１及び第２可動部１３，２３を介して、取付固定された各金属片１０１，１０２が互いに離間するように引っ張られる際に、試験片１００の変形を抑制可能に構成されている。これにより、試験片１００を保持す第１及び第２固定部１２，２２によって、各金属片１０１，１０２が互いに離間するように引っ張られる際に、試験片１００の変形が抑制される。この結果、実際に溶接部１０３に入力されている荷重を精度良く求めることができ、試験精度を向上させることができる。

【0056】

また、本実施形態では、第１固定部１２は、第１金属片１０１のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有し、第２固定部２２は、第２金属片１０２のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有する。このように、第１固定部１２が第１金属片１０１のＵ字開口の幅と同程度の幅を有し、第２固定部２２が第２金属片１０２のＵ字開口の幅と同程度の厚みを有していれば、Ｕ字開口が閉じるような変形を効果的に抑制することができる。この結果、試験精度をより向上させることができる。

【0057】

また、本実施形態では、第１及び第２可動部１３，２３は、試験片１００の溶接部１０３を中心に点対称に並ぶように、第１及び第２本体部１１，２１にそれぞれ取り付けられている。これにより、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が一直線上に並ぶようになるため、第１及び第２可動部１３，２３を介して、各金属片１０１，１０２が互いに離間するように引っ張る引張試験を行う際に、溶接部１０３に精度良く負荷を入力することができる。この結果、試験精度をより向上させることができる。

【0058】

また、本実施形態では、各金属片１０１，１０２の各Ｕ字底部（第１底部１０１ａ及び第２底部１０２ａ）はそれぞれ面状をなしており、第１及び第２本体部１１，２１は、第１可動部１３、溶接部１０３、及び第２可動部２３が、各Ｕ字底部（第１底部１０１ａ及び第２底部１０２ａ）の面直方向と該面直方向に直交する方向とに一直線に並ぶことができるように、第１及び第２可動部１３，２３を取り付け可能に構成されている。これにより、１つの保持装置１で、試験片１００に対して引張剪断強度試験と接手引張試験とを実行することができる。この結果、試験の効率を向上させることができる。

【0059】

また、本実施形態では、第１及び第２本体部１１，２１は、それぞれ平板状の扇形をなしており、第１及び第２固定部１２，２２は、第１及び第２本体部の扇形の中心を含む部分にそれぞれ形成され、第１及び第２可動部１３，２３は、第１及び第２本体部１１，２１の周縁を含むようにそれぞれ取り付けられている。これにより、第１及び第２可動部１３，２３を移動させたとしても、溶接部１０３から可動部までの距離を一定に保つことができる。これにより、第１及び第２可動部１３，２３のセッティングが容易になって、試験の効率をより向上させることができる。

【0060】

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0061】

例えば、前述の実施形態では、第１及び第２可動部１３，２３は、それぞれ２つの軸状締結部材１６，２６により、第１及び第２本体部１１，２１にそれぞれ取り付けられていた。これに限らず、第１及び第２可動部１３，２３を第１及び第２本体部１１，２１に取り付ける際に用いる軸状締結部材の数は１つでもよいし、３つ以上でもよい。このとき、第１及び第２本体部１１，２１における軸状締結部材の取付位置は、溶接部１０３を中心に点対称になっていることが好ましい。

【0062】

また、前述の実施形態では、第１及び第２可動部１３，２３は、第１及び第２取付部１４，２４と第１及び第２接続部１５，２５とに分離されていた。これに限らず、第１可動部１３が第１取付部１４と第１接続部１５とが一体に形成され、第２可動部２３が第２取付部２４と第２接続部２５とが一体に形成されていてもよい。

【0063】

また、前述の実施形態では、試験片１００の接合部は溶接部１０３であった。これに限らず、試験片１００の接合部は、リベット接続で構成されたものでもよいし、接着剤で構成されたものでもよい。

【0064】

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0065】

ここに開示された技術は、断面Ｕ字状をなす一対の金属片を、各Ｕ字開口が互いに反対側を向くように各Ｕ字底部同士を溶接して形成された試験片の保持装置及び該保持装置を用いた試験方法として有用である。

【符号の説明】

【0066】

１ 保持装置
１０ 第１保持具
１１ 第１本体部
１２ 第１固定部
１３ 第１可動部
２０ 第２保持具
２１ 第２本体部
２２ 第２固定部
２３ 第２可動部
１００ 試験片
１０１ 第１金属片（一方の金属片）
１０１ａ 第１底部（Ｕ字底部）
１０２ 第２金属片（他方の金属片）
１０２ａ 第２底部（Ｕ字底部）
１０３ 溶接部（接合部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】