(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】P2023063849
(43)【公開日】2023-05-10
(54)【発明の名称】計測装置
(51)【国際特許分類】
G01N 3/06 20060101AFI20230428BHJP
G01N 3/08 20060101ALI20230428BHJP
【ＦＩ】
G01N3/06
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 2021173895
(22)【出願日】2021-10-25
(71)【出願人】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮崎 信弥
(72)【発明者】
【氏名】荒川 幸次
【テーマコード（参考）】
2G061
【Ｆターム（参考）】
2G061AB01
2G061AB05
2G061BA07
2G061BA15
2G061CB01
2G061EA01
2G061EA02
2G061EB06
(57)【要約】
【課題】材料物性の計測の作業効率を向上させる。
【解決手段】計測装置１は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第１固定部３１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第１当接部３２とを有する第１治具３０と、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第２固定部４１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第２当接部４２とを有する第２治具４０と、第１当接部３２および第２当接部４２の少なくとも一方に設けられる変位センサ５０と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】計測装置１は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第１固定部３１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第１当接部３２とを有する第１治具３０と、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第２固定部４１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第２当接部４２とを有する第２治具４０と、第１当接部３２および第２当接部４２の少なくとも一方に設けられる変位センサ５０と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試験片の面に固定される第１固定部と、前記試験片の前記面に当接する第１当接部とを有する第１治具と、
前記試験片の前記面に固定される第２固定部と、前記試験片の前記面に当接する第２当接部とを有する第２治具と、
前記第１当接部および前記第２当接部の少なくとも一方に設けられる変位センサと、
を備える、
計測装置。
前記試験片の前記面に固定される第２固定部と、前記試験片の前記面に当接する第２当接部とを有する第２治具と、
前記第１当接部および前記第２当接部の少なくとも一方に設けられる変位センサと、
を備える、
計測装置。
【請求項2】
前記第１当接部および前記第２当接部は、前記試験片側に鋭利部を有する、
請求項１に記載の計測装置。
請求項１に記載の計測装置。
【請求項3】
前記第１当接部は、前記第１固定部に対して前記試験片の前記面に交差する方向に移動可能に設けられており、
前記第２当接部は、前記第２固定部に対して前記試験片の前記面に交差する方向に移動可能に設けられている、
請求項１または２に記載の計測装置。
前記第２当接部は、前記第２固定部に対して前記試験片の前記面に交差する方向に移動可能に設けられている、
請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項4】
前記第１当接部および前記第２当接部を前記試験片側にそれぞれ付勢する付勢部材をさらに備える、
請求項３に記載の計測装置。
請求項３に記載の計測装置。
【請求項5】
前記第１固定部は、前記第１当接部に対して前記第２治具側と逆側に位置し、
前記第２固定部は、前記第２当接部に対して前記第１治具側と逆側に位置する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置。
前記第２固定部は、前記第２当接部に対して前記第１治具側と逆側に位置する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項6】
前記第１固定部および前記第２固定部は、前記試験片に接着される、
請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
金属材料または樹脂材料等の各種材料の物性を計測するための計測装置が広く利用されている。このような計測装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、試験片の両端を把持し、試験片に引張荷重を付与し、その際の試験片の変形部位の変位量を検出する引張試験装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－１９５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、材料物性の計測では、試験片の変位量の検出に加えて、試験片を撮像し、得られた撮像データを用いて物性を計測する光学的計測も行われる場合がある。ここで、計測装置では、変位センサを試験片に取り付けるために治具が用いられる。従来の計測装置では、試験片の両面が治具によって覆われてしまい、試験片の変位量の検出と光学的計測とを同時に行うことが困難であり、作業効率が低下していた。
【0005】
本開示の目的は、材料物性の計測の作業効率を向上させることが可能な計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示の計測装置は、試験片の面に固定される第１固定部と、試験片の面に当接する第１当接部とを有する第１治具と、試験片の面に固定される第２固定部と、試験片の面に当接する第２当接部とを有する第２治具と、第１当接部および第２当接部の少なくとも一方に設けられる変位センサと、を備える。
【0007】
第１当接部および第２当接部は、試験片側に鋭利部を有してもよい。
【0008】
第１当接部は、第１固定部に対して試験片の面に交差する方向に移動可能に設けられており、第２当接部は、第２固定部に対して試験片の面に交差する方向に移動可能に設けられていてもよい。
【0009】
第１当接部および第２当接部を試験片側にそれぞれ付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。
【0010】
第１固定部は、第１当接部に対して第２治具側と逆側に位置し、第２固定部は、第２当接部に対して第１治具側と逆側に位置してもよい。
【0011】
第１固定部および第２固定部は、試験片に接着されてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、材料物性の計測の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0015】
図１は、本実施形態に係る計測装置１の概略構成を示す平面図である。図２は、本実施形態に係る計測装置１の概略構成を示す側面図である。計測装置１は、平板状の試験片ＴＰの物性を計測するための装置である。ただし、試験片ＴＰは、少なくとも一部に面が形成されていればよく、平板状以外の形状を有していてもよい。図１および図２では、矢印によって試験片ＴＰの長手方向Ｄ１、幅方向Ｄ２および厚み方向Ｄ３が示されている。図１では、試験片ＴＰを厚み方向Ｄ３に見た様子が示されている。図２では、試験片ＴＰを幅方向Ｄ２に見た様子が示されている。試験片ＴＰは、例えば、長手方向Ｄ１が鉛直方向に沿った姿勢で設置される。例えば、図１および図２中の上方向が、鉛直上方向である。
【0016】
図１に示すように、試験片ＴＰは、長手方向Ｄ１に延在している。試験片ＴＰの幅方向Ｄ２の長さである幅は、基本的には略一定である。ただし、試験片ＴＰは、長手方向Ｄ１の一部の区間において、幅が他の区間と比べて細くなっている細幅部Ｐ１を有する。計測装置１を用いた計測では、試験片ＴＰが長手方向Ｄ１に引っ張られ、変形部位である細幅部Ｐ１の変位量が検出される。そして、細幅部Ｐ１の変位量の検出結果を用いて、試験片ＴＰの各種材料物性が計測される。
【0017】
以下では、計測装置１が引張試験装置である例を説明する。この場合、試験片ＴＰのヤング率、ポアソン比、降伏強さ等が材料物性として計測される。ただし、計測装置１は、細幅部Ｐ１の変位量の検出結果を用いて試験片ＴＰの材料物性を計測できる装置であればよく、引張試験装置に限定されない。例えば、計測装置１は、疲労試験装置であってもよい。
【0018】
【0019】
第１把持部１０は、試験片ＴＰの長手方向Ｄ１の一端を把持する。第２把持部２０は、試験片ＴＰの長手方向Ｄ１の他端を把持する。第１把持部１０と第２把持部２０とは、長手方向Ｄ１に相対的に移動可能となっている。例えば、第１把持部１０の長手方向Ｄ１の位置は固定されており、第２把持部２０が長手方向Ｄ１に移動可能となっている。試験片ＴＰの両端が第１把持部１０および第２把持部２０により把持された状態で、第２把持部２０が、第１把持部１０から離れるように長手方向Ｄ１に移動することによって、試験片ＴＰに対して長手方向Ｄ１の引張荷重が付与される。なお、第２把持部２０が固定されており、第１把持部１０が移動可能となっていてもよい。また、第１把持部１０と第２把持部２０の双方が移動可能となっていてもよい。
【0020】
第１治具３０、第２治具４０および変位センサ５０は、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の変位量を検出するために設けられている。細幅部Ｐ１の変位量は、変位センサ５０によって検出される。第１治具３０および第２治具４０は、変位センサ５０を試験片ＴＰに取り付けるために設けられている。
【0021】
第１治具３０および第２治具４０は、試験片ＴＰの一方の面Ｆ１に固定される。面Ｆ１は、試験片ＴＰにおいて長手方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に延材する面のうちの一方である。具体的には、第１治具３０および第２治具４０は、試験片ＴＰの面Ｆ１のうち細幅部Ｐ１に含まれる領域に固定される。
【0022】
第１治具３０は、第１固定部３１と、第１当接部３２とを有する。第１固定部３１は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される。第１当接部３２は、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する。つまり、第１当接部３２は、試験片ＴＰの面Ｆ１に直接的に当たった状態で接している。第１当接部３２は、第１固定部３１に支持されている。第２治具４０は、第２固定部４１と、第２当接部４２とを有する。第２固定部４１は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される。詳細には、第２固定部４１は、試験片ＴＰの面Ｆ１のうち第１固定部３１が固定される位置とは異なる位置に固定される。第２当接部４２は、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する。つまり、第２当接部４２は、試験片ＴＰの面Ｆ１に直接的に当たった状態で接している。詳細には、第２当接部４２は、試験片ＴＰの面Ｆ１のうち第１当接部３２が当接する位置とは異なる位置に当接する。第２当接部４２は、第２固定部４１に支持されている。
【0023】
第１治具３０および第２治具４０は、長手方向Ｄ１に間隔を空けて配置される。図１および図２の例では、第１治具３０は、第２治具４０に対して第１把持部１０側に位置する。第１固定部３１は、第１当接部３２に対して第２治具４０側と逆側に位置する。第２固定部４１は、第２当接部４２に対して第１治具３０側と逆側に位置する。第１当接部３２と第２当接部４２とは、長手方向Ｄ１に互いに対向する。なお、第１治具３０および第２治具４０の詳細については、後述する。
【0024】
変位センサ５０は、例えば、渦電流式の変位センサである。変位センサ５０は、センサヘッド５１と、渦電流発生部５２とを有する。センサヘッド５１は、第１治具３０の第１当接部３２に設けられる。具体的には、センサヘッド５１は、第１当接部３２のうち第２当接部４２側に設けられ、第２当接部４２に臨む。渦電流発生部５２は、第２治具４０の第２当接部４２に設けられる。具体的には、渦電流発生部５２は、第２当接部４２のうち第１当接部３２側に設けられ、第１当接部３２に臨む。
【0025】
センサヘッド５１は、不図示のコイルを有する。センサヘッド５１のコイルに高周波電流を流すことにより、高周波磁界を発生させることができる。渦電流発生部５２は、金属材料により形成される。渦電流発生部５２は、センサヘッド５１により発生した磁界内に位置する。ゆえに、渦電流発生部５２において、電磁誘導作用によって渦電流が発生する。ここで、センサヘッド５１と渦電流発生部５２との距離が近いほど、渦電流が大きくなる。渦電流の大きさに応じてセンサヘッド５１のコイルのインピーダンスが変化し、発振振幅が変化する。ゆえに、変位センサ５０は、センサヘッド５１のコイルの発振振幅に基づいてセンサヘッド５１と渦電流発生部５２との距離を検出できる。よって、変位センサ５０は、第１当接部３２と第２当接部４２との距離を検出できる。変位センサ５０は、試験片ＴＰへの引張荷重の付与の前後における当該距離の変化量を、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の変位量として検出する。
【0026】
なお、変位センサ５０は、第１当接部３２と第２当接部４２との距離を検出できるものであればよく、上記の例に限定されない。例えば、渦電流発生部５２が第１治具３０の第１当接部３２に設けられ、センサヘッド５１が第２治具４０の第２当接部４２に設けられてもよい。例えば、上記の例から渦電流発生部５２が省略され、第２当接部４２に生じる渦電流を用いて、センサヘッド５１と第２当接部４２との距離が検出されてもよい。
【0027】
なお、変位センサ５０は、光学式の変位センサであってもよい。この場合、例えば、上記の例のセンサヘッド５１および渦電流発生部５２が、レーザヘッドおよび反射部にそれぞれ置き換えられる。レーザヘッドから反射部に対してレーザが照射され、反射部で反射したレーザがレーザヘッドに受光される。レーザヘッドにより受光されるレーザの入射角等の受光結果に基づいて、レーザヘッドと反射部との距離が検出される。この例においても、試験片ＴＰへの引張荷重の付与の前後における当該距離の変化量が、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の変位量として検出される。なお、反射部が第１治具３０の第１当接部３２に設けられ、レーザヘッドが第２治具４０の第２当接部４２に設けられてもよい。また、光学式の変位センサを用いる例において、反射部が省略されてもよい。
【0028】
なお、変位センサ５０は、非接触式の変位センサでなくてもよい。例えば、変位センサ５０として、第１当接部３２と第２当接部４２との間に亘って設けられる部材および当該部材に設置される歪ゲージが用いられてもよい。
【0029】
上記のように、変位センサ５０は、第１当接部３２および第２当接部４２の少なくとも一方に設けられる。
【0030】
カメラ６０は、試験片ＴＰの変位量の検出結果に基づく物性計測とは異なる物性計測である光学的計測のために設けられている。カメラ６０は、試験片ＴＰの他方の面Ｆ２を撮像する。具体的には、試験片ＴＰの面Ｆ２のうち細幅部Ｐ１に含まれる領域を撮像する。
【0031】
制御装置７０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む。制御装置７０は、試験片ＴＰの物性計測に関する各種処理を行う。例えば、制御装置７０は、第２把持部２０の動作を制御することによって、試験片ＴＰに対して長手方向Ｄ１の引張荷重を付与する。そして、制御装置７０は、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の変位量を変位センサ５０から取得する。制御装置７０は、変位センサ５０から取得した情報に基づいて、試験片ＴＰの各種物性を計測する。このように、試験片ＴＰの変位量の検出結果に基づく物性計測が行われる。
【0032】
また、制御装置７０は、カメラ６０により撮像された撮像データをカメラ６０から取得する。制御装置７０は、カメラ６０から取得した撮像データに対して各種画像処理を施すことによって、試験片ＴＰの各種物性を計測する。例えば、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の表面の各位置における歪みが材料物性として計測される。このように、カメラ６０により撮像された撮像データに基づく物性計測である光学的計測が行われる。なお、光学的計測は、例えば、デジタル画像相関法等の手法によって実現され得る。
【0033】
以下、図３および図４を参照して、第１治具３０および第２治具４０の詳細について説明する。なお、以下では、第１治具３０および第２治具４０のうち、第１治具３０についてのみ説明する。第２治具４０の構成については、第１治具３０と同様なので、説明を省略する。
【0034】
図３は、本実施形態に係る計測装置１の第１治具３０を示す分解斜視図である。図４は、本実施形態に係る計測装置１の設置後の第１治具３０を示す斜視図である。図３および図４中の上方向は、図１および図２中の上方向と一致する。以下では、図３および図４中の上方向を単に上方向と呼び、図３および図４中の下方向を単に下方向と呼ぶ。
【0035】
【0036】
図３および図４の例では、第１固定部３１は、直方体形状を有する。ただし、第１固定部３１の形状は、特に限定されず、直方体形状以外であってもよい。第１固定部３１は、例えば、金属材料等によって形成される。第１固定部３１は、試験片ＴＰに接着される。具体的には、第１固定部３１のうち試験片ＴＰの面Ｆ１に対向する面と、試験片ＴＰの面Ｆ１とが接着剤を介して固定される。ただし、第１固定部３１は、試験片ＴＰに対して、ボルト締結または溶接等の接着以外の方法によって固定されてもよい。
【0037】
図３および図４の例では、第１当接部３２は、平板形状を有する。第１当接部３２は、幅方向Ｄ２および厚み方向Ｄ３に延在する。ただし、第１当接部３２の形状は、特に限定されず、平板形状以外であってもよい。第１当接部３２は、例えば、金属材料等によって形成される。第１当接部３２は、第１固定部３１の上面に設置される。第１当接部３２には、例えば、幅方向Ｄ２に間隔を空けて２つの貫通孔３２ａ、３２ｂが設けられる。貫通孔３２ａ、３２ｂは、長手方向Ｄ１に貫通する。第１固定部３１の上面には、幅方向Ｄ２に間隔を空けて２つのネジ孔３１ａ、３１ｂが設けられる。ネジ孔３１ａ、３１ｂは、長手方向Ｄ１に延在する。
【0038】
２つの貫通孔３２ａ、３２ｂと２つのネジ孔３１ａ、３１ｂとがそれぞれ重なるように第１固定部３１の上面に第１当接部３２が設置された状態で、ボルト３３、３４によって第１当接部３２が第１固定部３１に対して固定される。それにより、第１治具３０は、図４に示す状態となる。ボルト３３は、第１当接部３２の貫通孔３２ａに挿通され、第１固定部３１のネジ孔３１ａに螺合される。ボルト３４は、第１当接部３２の貫通孔３２ｂに挿通され、第１固定部３１のネジ孔３１ｂに螺合される。このように、第１当接部３２が、第１固定部３１に対して、ボルト締結によって固定される。
【0039】
ただし、第１当接部３２を第１固定部３１に固定するための機構は上記の例に限定されない。例えば、第１当接部３２は、２つ以上のボルトによって、第１固定部３１に対して固定されてもよい。例えば、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して、クランプ機構による把持等のボルト締結以外の方法によって固定されてもよい。
【0040】
第１当接部３２は、試験片ＴＰ側に鋭利部３２ｃを有する。鋭利部３２ｃは、試験片ＴＰ側に向けて尖っている鋭利な部分である。図３および図４の例では、第１当接部３２のうち試験片ＴＰ側において、第１当接部３２の厚みは、試験片ＴＰ側に近づくにつれて薄くなっている。第１当接部３２のうち試験片ＴＰ側の先端部が鋭利部３２ｃに相当する。鋭利部３２ｃは、ナイフエッジである。鋭利部３２ｃは、試験片ＴＰの面Ｆ１に線接触する。
【0041】
ここで、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能に設けられている。なお、第１当接部３２が第１固定部３１に対して移動可能な方向は、面Ｆ１に交差する方向であればよく、面Ｆ１に直交する厚み方向Ｄ３に対してある程度傾斜していてもよい。図３および図４の例では、２つの貫通孔３２ａ、３２ｂの厚み方向Ｄ３の長さは、幅方向Ｄ２の長さよりも長くなっている。例えば、貫通孔３２ａ、３２ｂは、長穴である。ゆえに、ボルト３３、３４を弛めた状態において、第１固定部３１およびボルト３３、３４に対して第１当接部３２を厚み方向Ｄ３に移動させることができる。よって、第１当接部３２の厚み方向Ｄ３の位置を調整した後に、ボルト３３、３４を締め、第１当接部３２を第１固定部３１に固定できる。それにより、第１当接部３２が試験片ＴＰの面Ｆ１に押し当てられた状態が適切に実現される。具体的には、第１当接部３２の鋭利部３２ｃが、試験片ＴＰの面Ｆ１に押し当てられる。なお、２つのボルト３３、３４が用いられることによって、第１当接部３２に対して平行な略等しい締結力を付与することができるので、第１当接部３２を第１固定部３１に対して安定的に固定できる。
【0042】
ただし、第１当接部３２を、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能にするための機構は、上記の例に限定されない。例えば、貫通孔３２ａ、３２ｂが真円形状を有していても、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能となり得る。例えば、第１当接部３２を第１固定部３１に固定するための機構と別に、第１当接部３２を、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能に案内するガイド機構が設けられてもよい。
【0043】
以上説明したように、計測装置１では、第１治具３０と、第２治具４０と、変位センサ５０とを備える。第１治具３０は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第１固定部３１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第１当接部３２とを有する。第２治具４０は、試験片ＴＰの面Ｆ１に固定される第２固定部４１と、試験片ＴＰの面Ｆ１に当接する第２当接部４２とを有する。変位センサ５０は、第１当接部３２および第２当接部４２の少なくとも一方に設けられる。
【0044】
よって、計測装置１では、第１当接部３２および第２当接部４２が試験片ＴＰの変形に追従して移動する。例えば、試験片ＴＰに対して長手方向Ｄ１の引張荷重が付与され、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１が長手方向Ｄ１に延びるように変形する際に、第１当接部３２および第２当接部４２は、長手方向Ｄ１に相対的に離れるように移動する。ゆえに、変位センサ５０によって、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１の変位量を検出することができる。また、第１固定部３１が面Ｆ１に固定されることによって、第１当接部３２を面Ｆ１に当接した状態に保持できる。第２固定部４１が面Ｆ１に固定されることによって、第２当接部４２を面Ｆ１に当接した状態に保持できる。
【0045】
ここで、計測装置１では、上記のように、第１治具３０および第２治具４０が試験片ＴＰの同一の面Ｆ１に固定されている。詳細には、第１治具３０および第２治具４０は、試験片ＴＰの同一の面Ｆ１のうち互いに異なる位置に固定されている。ゆえに、試験片ＴＰのうち面Ｆ１と逆側の部分である面Ｆ２は、第１治具３０および第２治具４０によって覆われない。それにより、試験片ＴＰの面Ｆ２をカメラ６０により撮像した場合、面Ｆ２の一部に治具が映り込むことが抑制される。したがって、試験片ＴＰの変位量の検出と光学的計測とを同時に行うことが可能となる。よって、材料物性の計測の作業効率を向上させることができる。
【0046】
特に、第１当接部３２および第２当接部４２は、試験片ＴＰ側に鋭利部を有する。例えば、第１当接部３２は、試験片ＴＰ側に鋭利部３２ｃを有する。この場合、試験片ＴＰの面Ｆ１に各当接部の鋭利部が当接する。ゆえに、第１当接部３２および第２当接部４２が、試験片ＴＰの変形に対して、より追従しやすくなる。例えば、試験片ＴＰの面Ｆ１において、機械加工によって形成された微小な凹凸に各当接部の鋭利部が係止される。それにより、第１当接部３２および第２当接部４２が、試験片ＴＰに対して滑りにくくなるので、試験片ＴＰの変形に対して、より追従しやすくなる。
【0047】
特に、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して面Ｆ１に交差する方向に移動可能に設けられており、第２当接部４２は、第２固定部４１に対して面Ｆ１に交差する方向に移動可能に設けられている。例えば、図３および図４の例では、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して厚み方向Ｄ３に移動可能に設けられており、第２当接部４２は、第２固定部４１に対して厚み方向Ｄ３に移動可能に設けられている。それにより、第１当接部３２および第２当接部４２を試験片ＴＰの面Ｆ１に適切に当接させることができる。ゆえに、第１当接部３２および第２当接部４２が試験片ＴＰの変形に追従して移動させることが適切に実現される。
【0048】
特に、第１固定部３１は、第１当接部３２に対して第２治具４０側と逆側に位置し、第２固定部４１は、第２当接部４２に対して第１治具３０側と逆側に位置する。つまり、試験片ＴＰのうち第１当接部３２が当接する位置と第２当接部４２が当接する位置との間の領域には、第１固定部３１および第２固定部４１のいずれもが固定されない。ここで、試験片ＴＰの細幅部Ｐ１において、第１固定部３１または第２固定部４１が固定されている部分の変形挙動は、第１固定部３１または第２固定部４１が固定されていない部分の変形挙動と異なり得る。計測装置１では、試験片ＴＰのうち第１当接部３２が当接する位置と第２当接部４２が当接する位置との間の領域の変形量が計測される。ゆえに、当該領域に第１固定部３１および第２固定部４１のいずれもが固定されないことによって、試験片ＴＰの変形量の計測結果に対して治具の固定により与えられる影響が抑制される。
【0049】
特に、第１固定部３１および第２治具４０は、試験片ＴＰに接着される。それにより、第１固定部３１および第２治具４０を、試験片ＴＰに対して容易に脱着できる。また、第１固定部３１および第２治具４０がボルト締結によって試験片ＴＰに固定される場合と比較して、試験片ＴＰに機械加工を行う必要がなく、機械加工による試験片ＴＰの物性の変化が抑制される。また、第１固定部３１および第２治具４０が溶接によって試験片ＴＰに固定される場合と比較して、試験片ＴＰに熱が入力されることがなく、熱の入力による試験片ＴＰの物性の変化が抑制される。
【0050】
【0051】
図５は、第１の変形例に係る計測装置１Ａの第１治具３０を示す分解斜視図である。図６は、第１の変形例に係る計測装置１Ａの設置後の第１治具３０を示す斜視図である。図５よび図６中の上方向は、図１および図２中の上方向と一致する。以下では、図５および図６中の上方向を単に上方向と呼び、図５および図６中の下方向を単に下方向と呼ぶ。なお、以下では、第１治具３０および第２治具４０のうち、第１治具３０についてのみ説明する。第２治具４０の構成については、第１治具３０と同様なので、説明を省略する。
【0052】
計測装置１Ａでは、上述した計測装置１と比較して、取付部材３５と付勢部材３６、３７とが、第１治具３０にさらに設けられる点が異なる。取付部材３５は、第１当接部３２に固定されている。具体的には、取付部材３５は、第１当接部３２の上面のうち、貫通孔３２ａ、３２ｂに対して試験片ＴＰ側と逆側に設けられる。図５および図６の例では、取付部材３５は、平板形状を有する。取付部材３５は、長手方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に延在する。ただし、取付部材３５の形状は特に限定されない。
【0053】
図５および図６の例では、付勢部材３６、３７は、バネである。付勢部材３６、３７は、第１当接部３２を試験片ＴＰ側に付勢するために設けられる。ただし、付勢部材３６、３７は、第１当接部３２を試験片ＴＰ側に付勢するものであればよく、バネ以外の部材であってもよい。付勢部材３６、３７は、幅方向Ｄ２に間隔を空けて設けられる。付勢部材３６、３７の一端は、取付部材３５の試験片ＴＰ側の面に取り付けられる。付勢部材３６、３７の他端には、係止部３６ａ、３７ａがそれぞれ設けられる。係止部３６ａ、３７ａは、ボルト３３、３４に係止される部分である。図５および図６の例では、係止部３６ａ、３７ａは、リング形状を有する。ただし、係止部３６ａ、３７ａの形状は、この例に限定されない。
【0054】
計測装置１Ａでは、上述した計測装置１と同様に、ボルト３３は、第１当接部３２の貫通孔３２ａに挿通され、第１固定部３１のネジ孔３１ａに螺合される。ボルト３４は、第１当接部３２の貫通孔３２ｂに挿通され、第１固定部３１のネジ孔３１ｂに螺合される。ここで、図６に示すように、計測装置１Ａでは、上述した計測装置１と異なり、ボルト３３、３４の頭部は、第１当接部３２の上面に対して上方に離隔している。
【0055】
ボルト３３には、付勢部材３６の係止部３６ａが係止される。例えば、ボルト３３が第１固定部３１のネジ孔３１ａに螺合された状態で、ボルト３３に対してリング形状の係止部３６ａが引っ掛けられる。ボルト３４には、付勢部材３７の係止部３７ａが係止される。例えば、ボルト３４が第１固定部３１のネジ孔３１ｂに螺合された状態で、ボルト３４に対してリング形状の係止部３７ａが引っ掛けられる。上述したように、第１当接部３２は、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能に設けられている。また、付勢部材３６、３７の長さは、係止部３６ａ、３７ａがボルト３３、３４に係止された状態において、自然長よりも長くなっている。ゆえに、第１当接部３２は、付勢部材３６、３７によって試験片ＴＰ側に付勢される。
【0056】
以上説明したように、計測装置１Ａでは、第１当接部３２および第２当接部４２を試験片ＴＰ側にそれぞれ付勢する付勢部材がさらに設けられる。例えば、第１当接部３２は、付勢部材３６、３７によって試験片ＴＰ側に付勢される。それにより、試験片ＴＰの面Ｆ１に各当接部がより確実に押し当てられ、当接する。例えば、第１当接部３２の鋭利部３２ｃが、付勢部材３６、３７による付勢力によって、試験片ＴＰの面Ｆ１に押し当てられ、当接する。ゆえに、第１当接部３２および第２当接部４２が、試験片ＴＰの変形に対して、より追従しやすくなる。
【0057】
図７は、第２の変形例に係る計測装置１Ｂの第１治具３０Ｂを示す分解斜視図である。図８は、第２の変形例に係る計測装置１Ｂの設置後の第１治具３０Ｂを示す斜視図である。図７よび図８中の上方向は、図１および図２中の上方向と一致する。以下では、図７および図８中の上方向を単に上方向と呼び、図７および図８中の下方向を単に下方向と呼ぶ。なお、以下では、第１治具３０に対する形例である第１治具３０Ｂについてのみ説明する。ただし、第２治具４０に対しても第１治具３０Ｂと同様の変形が加えられてもよい。
【0058】
計測装置１Ｂでは、上述した計測装置１Ａと比較して、第１当接部３２が第１当接部３２Ｂに置き換えられている点が主に異なる。第１当接部３２Ｂは、２つのニードル３８、３８を含む。ニードル３８は、棒状の部材である。２つのニードル３８、３８は、幅方向Ｄ２に間隔を空けて設けられる。各ニードル３８は、厚み方向Ｄ３に延在する。ニードル３８は、試験片ＴＰ側に鋭利部３８ａを有する。具体的には、ニードル３８は、試験片ＴＰ側の端部において、先細りする形状を有する。つまり、ニードル３８の断面の外径は、試験片ＴＰ側の端部において、試験片ＴＰに近づくにつれて小さくなっている。ニードル３８のうち試験片ＴＰ側の先端部が鋭利部３８ａに相当する。鋭利部３８ａは、試験片ＴＰの面Ｆ１に点接触する。
【0059】
第１固定部３１には、ガイド部材３９が固定されている。具体的には、ガイド部材３９は、第１固定部３１の上面のうち、ネジ孔３１ａ、３１ｂに対して試験片ＴＰ側と逆側に設けられる。図７および図８の例では、ガイド部材３９は、平板形状を有する。ガイド部材３９は、長手方向Ｄ１および幅方向Ｄ２に延在する。ただし、ガイド部材３９の形状は特に限定されない。ガイド部材３９には、幅方向Ｄ２に間隔を空けて２つの貫通孔３９ａ、３９ｂが設けられる。貫通孔３９ａ、３９ｂは、厚み方向Ｄ３に貫通する。
【0060】
計測装置１Ｂの第１治具３０Ｂには、上述した計測装置１Ａと同様に、取付部材３５と付勢部材３６、３７とが設けられている。２つのニードル３８、３８は、取付部材３５の試験片ＴＰ側の面に取り付けられる。２つのニードル３８、３８は、付勢部材３６、３７と干渉しないような位置に配置されている。なお、２つのニードル３８、３８と、付勢部材３６、３７との位置関係は、図７および図８の例に限定されない。
【0061】
計測装置１Ｂでは、ボルト３３は、第１固定部３１のネジ孔３１ａに螺合される。ボルト３４は、第１固定部３１のネジ孔３１ｂに螺合される。ボルト３３、３４の頭部は、第１固定部３１の上面に対して上方に離隔している。ボルト３３には、付勢部材３６の係止部３６ａが係止される。ボルト３４には、付勢部材３７の係止部３７ａが係止される。
【0062】
ここで、図８に示すように、計測装置１Ｂでは、２つのニードル３８、３８が、ガイド部材３９の貫通孔３９ａ、３９ｂにそれぞれ挿通される。それにより、各ニードル３８は、第１固定部３１に対して試験片ＴＰの厚み方向Ｄ３に移動可能に案内される。各ニードル３８は、付勢部材３６、３７によって試験片ＴＰ側に付勢される。なお、貫通孔３９ａ、３９ｂの貫通方向が厚み方向Ｄ３に対してある程度傾斜しており、各ニードル３８が第１固定部３１に対して移動可能な方向が厚み方向Ｄ３に対して傾斜していてもよい。
【0063】
以上説明したように、計測装置１Ｂでは、上述した計測装置１Ａと比較して、第１当接部３２が第１当接部３２Ｂに置き換えられている。この場合においても、第１当接部３２Ｂが、上述した第１当接部３２と同様に、試験片ＴＰの一方の面Ｆ１に当接するので、上述した計測装置１Ａと同様の効果が奏される。
【0064】
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0065】
上記では、第１当接部３２および第２当接部４２が、試験片ＴＰ側に鋭利部を有する例を説明した。ただし、第１当接部３２および第２当接部４２は、試験片ＴＰ側に鋭利部を有しなくてもよい。例えば、第１当接部３２および第２当接部４２は、試験片ＴＰの面Ｆ１に面接触してもよい。
【0066】
上記では、第１当接部３２が、第１固定部３１に対して面Ｆ１に交差する方向に移動可能に設けられており、第２当接部４２が、第２固定部４１に対して面Ｆ１に交差する方向に移動可能に設けられている例を説明した。ただし、各当接部は各固定部に対して移動可能でなくてもよい。例えば、第１治具３０において、第１固定部３１と、第１当接部３２とは同一部材により形成されてもよい。例えば、第２治具４０において、第２固定部４１と、第２当接部４２とは同一部材により形成されてもよい。
【0067】
上記では、第１固定部３１が、第１当接部３２に対して第２治具４０側と逆側に位置し、第２固定部４１が、第２当接部４２に対して第１治具３０側と逆側に位置する例を説明した。ただし、第１固定部３１は、第１当接部３２に対して第２治具４０側に位置してもよい。第２固定部４１は、第２当接部４２に対して第１治具３０側に位置してもよい。
【0068】
本開示は、材料物性の計測の作業効率の向上に資するので、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標１２「持続可能な消費と生産のパターンを確保する」に貢献することができる。
【符号の説明】
【0069】
１ 計測装置
１Ａ 計測装置
１Ｂ 計測装置
３０ 第１治具
３０Ｂ 第１治具
３１ 第１固定部
３２ 第１当接部
３２Ｂ 第１当接部
３２ｃ 鋭利部
３６ 付勢部材
３７ 付勢部材
３８ａ 鋭利部
４０ 第２治具
４１ 第２固定部
４２ 第２当接部
５０ 変位センサ
Ｆ１ 面
ＴＰ 試験片
１Ａ 計測装置
１Ｂ 計測装置
３０ 第１治具
３０Ｂ 第１治具
３１ 第１固定部
３２ 第１当接部
３２Ｂ 第１当接部
３２ｃ 鋭利部
３６ 付勢部材
３７ 付勢部材
３８ａ 鋭利部
４０ 第２治具
４１ 第２固定部
４２ 第２当接部
５０ 変位センサ
Ｆ１ 面
ＴＰ 試験片
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】