特開 2024-71813 疲労試験治具、及び疲労試験システム

(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】P2024071813

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】疲労試験治具、及び疲労試験システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20240520BHJP

   G01N 29/04 20060101ALI20240520BHJP

   G01N 29/24 20060101ALI20240520BHJP

   G01N 29/265 20060101ALI20240520BHJP

   G01N 3/08 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

G01N3/04 P

G01N29/04

G01N29/24

G01N29/265

G01N3/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182241

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】澁谷 茂峻

(72)【発明者】

【氏名】清水 隆之

(72)【発明者】

【氏名】植松 充良

【テーマコード（参考）】

2G047

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G047AA05

2G047AA06

2G047AD08

2G047BC07

2G047BC11

2G047CA02

2G047DB03

2G047DB04

2G047EA10

2G047GA05

2G047GA06

2G047GE01

2G047GJ14

2G061AA01

2G061AA02

2G061AA11

2G061AA17

2G061AB01

2G061BA03

2G061CA01

2G061CA14

2G061CB01

2G061DA16

2G061EA08

2G061EB08

(57)【要約】

【課題】さらに正確な疲労試験を行うことが可能な疲労試験治具、及び疲労試験システムを提供する。
【解決手段】疲労試験治具は、被検査物を支持する治具本体と、荷重を付与する荷重付与部と、治具本体に対して被検査物の検査面に沿う基準方向に相対移動する移動体を有する移動機構と、移動体に設けられた超音波探触子と、超音波探触子に検査面に向かっての付勢力を付与する付勢部材と、移動体が基準方向における第一位置にある際に超音波探触子を付勢力に従って検査面に当接させるとともに、移動体が基準方向における第二位置にある際に超音波探触子を付勢力に抗して離間させる案内機構と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物を支持する治具本体と、
前記被検査物に対して荷重を付与する荷重付与部と、
前記治具本体に一体に設けられて、前記治具本体に対して前記被検査物の検査面に沿う基準方向に相対移動する移動体を有する移動機構と、
前記移動体に設けられた超音波探触子と、
前記超音波探触子に前記検査面に向かっての付勢力を付与する付勢部材と、
前記移動体が前記基準方向における第一位置にある際に前記超音波探触子を前記付勢力に従って前記検査面に当接させるとともに、前記移動体が前記基準方向における第二位置にある際に前記超音波探触子を前記付勢力に抗して離間させる案内機構と、
を備える疲労試験治具。

【請求項2】

前記移動機構は、前記基準方向に延びるネジ軸と、
該ネジ軸を中心軸回りに回転駆動する駆動装置と、
を有し、
前記移動体は、前記ネジ軸に螺合する雌ネジが形成されたコマを有する請求項１に記載の疲労試験治具。

【請求項3】

前記案内機構は、
前記基準方向に延びるとともに、前記第一位置から前記第二位置に向かうに従って前記検査面から離間するように延びる案内面が形成された案内部材と、
前記移動体に設けられて、前記案内部材の前記案内面に沿って摺動するピン部材と、
を有する請求項１又は２に記載の疲労試験治具。

【請求項4】

前記移動体に設けられて、該移動体が前記第二位置にある際に、前記検査面に向かって液剤を噴霧可能な噴霧装置をさらに有する請求項１に記載の疲労試験治具。

【請求項5】

請求項１に記載の疲労試験治具と、
前記疲労試験治具、及び前記被検査物が収容される検査空間を有する環境槽と、
該環境槽の外部から前記移動機構を操作可能な遠隔操作機構と、
を備える疲労試験システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、疲労試験治具、及び疲労試験システムに関する。

【背景技術】

【0002】

金属材料および複合材の疲労強度を計測するために、引張荷重や圧縮荷重を被検査物に与える試験が広く行われている。この種の試験に用いられる装置の具体例として下記特許文献１に記載されたものが挙げられる。この装置では、被検査物の側面に沿って移動可能なプローブが設けられている。被検査物に荷重を与えた後で、プローブを検査位置まで移動させて超音波探傷検査が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平４－４３２６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、プローブと被検査物が常態的に接触している。このため、検査装置を取り付けたままの状態で強度試験機に組み込むことができない。つまり、例えば反復して荷重を与える際に、都度検査装置を強度試験機から取り外す必要がある。その結果、試験を行うたびにプローブが接触する位置がわずかにずれてしまい、正確な検査・試験を行うことができない虞がある。

【0005】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、さらに正確な疲労試験を行うことが可能な疲労試験治具、及び疲労試験システムを提供することを目的とする。

【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、本開示に係る疲労試験治具は、被検査物を支持する治具本体と、前記被検査物に際して荷重を付与する荷重付与部と、前記治具本体に一体に設けられて、前記治具本体に対して前記被検査物の検査面に沿う基準方向に相対移動する移動体を有する移動機構と、前記移動体に設けられた超音波探触子と、前記超音波探触子を前記検査面に向かっての付勢力を付与する付勢部材と、前記移動体が前記基準方向における第一位置にある際に前記超音波探触子を前記付勢力に従って前記検査面に当接させるとともに、前記移動体が前記基準方向における第二位置にある際に前記超音波探触子を前記付勢力に抗して離間させる案内機構と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、さらに正確な疲労試験を行うことが可能な疲労試験治具、及び疲労試験システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の第一実施形態に係る疲労試験治具の構成を示す側面図であって、移動体が第一位置にある状態を示す図である。

【図2】本開示の第一実施形態に係る疲労試験治具の構成を示す側面図であって、移動体が第二位置にある状態を示す図である。

【図3】本開示の第二実施形態に係る疲労試験システムの構成を示す模式図である。

【図4】本開示の各実施形態に共通する疲労試験治具の第一変形例を示す断面図である。

【図5】本開示の各実施形態に共通する疲労試験治具の第二変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第一実施形態＞
以下、本開示の第一実施形態に係る疲労試験治具１について、図１と図２を参照して説明する。この疲労試験治具１は、被検査物２に対して荷重（引張荷重、圧縮荷重、又はせん断荷重）を与え、その前後で被検査物２に生じた傷やクラックを超音波探傷によって検査するために用いられる。

【0010】

（被検査物の構成）
図１に示すように、被検査物２は、検査面２２を有する板状の本体部２０と、この本体部２０の中央部から直交方向に延びる立設部２１と、を有する。つまり、被検査物２はＴ字型の断面形状を有している。本体部２０における立設部２１とは反対側を向く面は検査面２２とされている。検査面２２の長手方向は、基準方向Ａとされている。立設部２１は基準方向Ａにおける中央部に設けられている。

【0011】

（疲労試験治具の構成）
疲労試験治具１は、治具本体３と、荷重付与部４と、移動機構５と、超音波探触子６と、付勢部材７と、案内機構８と、噴霧装置９と、を備えている。

【0012】

（治具本体の構成）
治具本体３は、被検査物２を支持するための部材である。治具本体３は、被検査物２の本体部２０を、基準方向Ａの両側で把持する一対の把持部３０と、この把持部３０同士を基準方向Ａに接続するステージ部３１と、を有する。把持部３０は、基準方向Ａに交差する方向に延びている。望ましくは、把持部３０は基準方向Ａに直交する方向に延びている。以下の説明では、この基準方向Ａに直交する方向（つまり、上記の立設部２１が延びる方向）を直交方向Ｂと呼ぶ。被検査物２は、把持部３０の直交方向Ｂにおける一方側の端部で把持されている。

【0013】

ステージ部３１は、一対の把持部３０の直交方向Ｂにおける一方側の端部同士を基準方向Ａに接続している。したがって、一対の把持部３０とステージ部３１との間には空間が形成されている。ステージ部３１の基準方向Ａにおける中央部にはネジ孔３２が形成されている。このネジ孔３２には、作業台に固定された固定ネジ３３が螺合する。つまり、治具本体３が作業台に対して相対移動しないように固定されている。

【0014】

（荷重付与部の構成）
荷重付与部４は、被検査物２の立設部２１を挟持するチャック４０と、このチャック４０に直交方向Ｂの荷重を発生させる荷重発生部（不図示）と、を有する。荷重発生部は、チャック４０によって立設部２１が挟持された状態で、当該立設部２１、及び本体部２０に対して直交方向Ｂへの圧縮荷重や引張荷重を与えることが可能である。つまり、荷重付与部４は荷重試験機を構成している。

【0015】

（移動機構の構成）
移動機構５は、ネジ軸５０と、移動体５１と、駆動装置５２と、を有する。ネジ軸５０は、基準方向Ａに延びる中心軸Ｘを中心とする棒状をなしている。ネジ軸５０の外周面には雄ネジが形成されている。ネジ軸５０は好ましくは台形ネジである。ネジ軸５０は、上述した一対の把持部３０同士の間にかけて延びている。ネジ軸５０の一端側は、把持部３０を貫通して当該把持部３０の外側まで延びている。当該一端部には、ネジ軸５０を回転させるための駆動装置５２としてのハンドル５３が取り付けられている。ネジ軸５０の他端側は、他方の把持部３０によって、中心軸Ｘ回りに回転可能な状態で支持されている。

【0016】

移動体５１は、コマ５４と、移動体本体５５と、を有する。コマ５４は、ネジ軸５０の雄ネジに螺合する雌ネジを有する。つまり、ネジ軸５０を回転させると、コマ５４がネジ軸５０に沿って基準方向Ａに移動することが可能である。移動体本体５５は、このコマ５４に一体に設けられている。つまり、移動体本体５５は、コマ５４とともに基準方向Ａに移動することが可能である。移動体本体５５は、コマ５４の直交方向Ｂの一方側に固定されている。

【0017】

移動体本体５５には、付勢部材７と、超音波探触子６とが取り付けられている。付勢部材７は、一例として圧縮コイルバネである。付勢部材７の一端は移動体本体５５に固定され、他端は超音波探触子６を支持している。付勢部材７によって超音波探触子６が直交方向Ｂの一方側、つまり被検査物２の検査面２２に向かって付勢されている。なお、図１の例では、超音波探触子６と検査面２２との間にシュー５６が介在している例を示しているが、当該シュー５６を省略することも可能である。

【0018】

（超音波探触子の構成）
詳しくは図示しないが、超音波探触子６は、励磁コイルと検出コイルを有する。励磁コイルは、検査面２２の近傍で渦電流を発生させる。検査面２２に傷やクラック等の不良個所が存在すると渦電流に乱れが生じる。検出コイルは、この渦電流の乱れを検出して外部の計測装置等に電気信号として送出する。これにより、傷やクラック等の性状を観察することが可能とされている。

【0019】

（案内機構の構成）
案内機構８は、上記の移動体５１が基準方向Ａに移動する中途で、超音波探触子６が検査面２２に当接している状態（以下では、この状態の移動体５１の位置を「第一位置Ｐ」と呼ぶ。）と、超音波探触子６が検査面２２から離間している状態（以下では、この状態の移動体５１の位置を「第二位置Ｑ」と呼ぶ。）との間で遷移させるための機構である。

【0020】

案内機構８は、案内部材８０と、ピン部材８１と、を有する。案内部材８０は、治具本体３の一対の把持部３０同士の間にかけて基準方向Ａに延びている。案内部材８０におけるステージ部３１側を向く面は案内面８２とされている。案内面８２は、第一平坦部８３と、一対の傾斜部８４と、一対の第二平坦部８５と、を有する。

【0021】

案内面８２は、基準方向Ａの中央部を対称軸として線対称であることから、以下では代表的に案内面８２の基準方向Ａの一方側の構成のみについて説明する。第二平坦部８５は、把持部３０から基準方向Ａに延びている。直交方向Ｂにおける第二平坦部８５の位置が上記の第二位置Ｑに相当する。第二平坦部８５の把持部３０とは反対側の端部は傾斜部８４に接続されている。傾斜部８４は、把持部３０側から離間するに従って検査面２２に近接する方向に延びている。傾斜部８４の第二平坦部８５とは反対側の端部は第一平坦部８３に接続されている。つまり、第一平坦部８３は、直交方向Ｂにおいて第二平坦部８５よりも検査面２２側に近接している。第一平坦部８３は基準方向Ａに延びている。直交方向Ｂにおけるこの第一平坦部８３の位置が上記の第一位置Ｐに相当する。

【0022】

ピン部材８１は、移動体５１に一体に固定されている。ピン部材８１は、案内部材８０の案内面８２に摺動可能な位置に取り付けられている。付勢部材７によって超音波探触子６が検査面２２側に付勢された状態で、ピン部材８１が案内面８２上を基準方向Ａに摺動することで、超音波探触子６の直交方向Ｂにおける位置が上記の第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で変化する。具体的には、ピン部材８１が案内面８２の第一平坦部８３にある時には超音波探触子６は第一位置Ｐにある。この時、超音波探触子６は付勢部材７に付勢されることで検査面２２に当接している。一方で、ピン部材８１が案内面８２の第二平坦部８５にある時には超音波探触子６は第二位置Ｑにある（図２参照）。この時、超音波探触子６は付勢部材７の付勢力に抗して検査面２２から離間した状態となっている。

【0023】

（噴霧装置の構成）
噴霧装置９は、検査面２２に向かって水や油脂等の液剤を噴霧するためのスプレー装置である。噴霧装置９は、移動体５１に一体に取り付けられている。主として噴霧装置９は、移動体５１が第二位置Ｑにある際に検査面２２に向かって液剤を噴霧する。液剤が検査面２２に噴霧されることで、超音波探触子６と検査面２２との密着性が増し、検査精度を高めることが可能である。

【0024】

（作用効果）
次に、上記の疲労試験治具１の使用方法の一例について説明する。疲労試験を行うに当たってはまず、移動体５１を第二位置Ｑに退避させた状態で、荷重付与部４によって被検査物２に対して荷重を付与する。なお、荷重の付与に先立って検査面２２への液剤の噴霧を行ってもよい。その後、所定の期間、又は回数の荷重付与を行った後、ネジ軸５０を回転させて移動体５１を第一位置Ｐに移動させる。これにより、超音波探触子６が検査面２２に当接した状態となる。なお、この時、超音波探触子６と検査面２２との間に上述のシュー５６が介在してもよい。この状態で、超音波探傷検査を行う。検査面２２に、荷重に起因する傷やクラックが生じている場合には、当該超音波探傷検査によってその性状が観察される。このような疲労試験を、例えば一週間から数か月のスパンで繰り返して行う。その中途で、移動体５１を第二位置Ｑに退避させつつ、噴霧装置９による液剤の噴霧が行われる。また、荷重を反復して複数回にわたってかけるような疲労試験を行うことも可能である。この場合も、荷重を付与する際には移動体５１を第二位置Ｑに退避させ、荷重付与が完了した後に移動体５１を第一位置Ｐに移動させて超音波探傷検査を行う。

【0025】

ここで、従来の装置では、超音波探触子６と被検査物２が常態的に接触していることが一般的であった。このため、治具本体３を取り付けたままの状態で被検査物２を強度試験機に組み込むことができない。つまり、例えば反復して荷重を与える際に、都度被検査物２を強度試験機から取り外す必要がある。その結果、試験を行うたびに超音波探触子６が接触する位置がわずかにずれてしまい、正確な検査・試験を行うことができないという課題があった。この課題を解決するために、本実施形態では上述の各構成を採用している。

【0026】

上記構成によれば、荷重付与部４によって被検査物２に荷重を与える際には超音波探触子６を第二位置Ｑに退避させて、当該超音波探触子６を検査面２２から離間させる。他方で、荷重を与え終わった際には当該超音波探触子６を第一位置Ｐに移動させて検査面２２に当接させることで疲労検査を行うことができる。つまり、荷重が付与される前後で、被検査物２を治具本体３に対して脱着する必要がない。これにより、例えば反復して荷重をかける疲労試験を行う際に、超音波探触子６と検査面２２との相対位置やその他の環境条件が変化してしまう可能性を低減することができる。その結果、より高い精度で疲労試験を長期にわたって進めることが可能となる。したがって、疲労試験の結果の信頼度をさらに向上させることができ、最終製品の強度設計をより精緻なものとすることができる。

【0027】

さらに、上記構成によれば、駆動装置５２としてのハンドル５３によってネジ軸５０を回転させることのみによって、移動体５１のコマ５４を当該ネジ軸５０に沿って基準方向Ａに移動させることができる。つまり、ネジ軸５０と駆動装置５２によって直動機構が構成される。このように、簡素な構成のもとで移動体５１、及び超音波探触子６の位置を自在に変化させることができる。また、ネジ軸５０のピッチとハンドル５３の回転数に基づいて移動体５１の基準方向Ａにおける位置を精緻にコントロールすることが可能となる。したがって、検査面２２における不良個所の特定に際してさらに高い精度と正確性を期することが可能となる。

【0028】

また、上記構成によれば、移動体５１が基準方向Ａに第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で移動する際に、ピン部材８１が案内面８２に摺動されながら案内される。つまり、案内部材８０とピン部材８１とはカムとフォロワのような機能を発揮する。これにより、第一位置Ｐでは超音波探触子６が検査面２２に当接する一方で、第二位置Ｑでは当該超音波探触子６が検査面２２から離間する。このように、移動体５１を基準方向Ａに進退動させることのみによって超音波探触子６と検査面２２との離間・当接をコントロールすることが可能となる。少ない部品点数のもとでこのような機能を実現できることから装置の信頼性を向上させることができるとともに、製造コストやメンテナンスコストを低く抑えることも可能となる。

【0029】

加えて、上記構成によれば、移動体５１が第二位置Ｑにある際、つまり被検査物２に荷重を与えている際に、超音波探傷に先立って、噴霧装置９によって検査面２２に液剤を噴霧することができる。検査面２２と超音波探触子６との間に液剤が介在することによって両者の密着性が高まり、疲労検査の精度が向上する。また、噴霧装置９が移動体５１に一体に取り付けられていることから、液剤噴霧のために被検査物２を治具本体３から取り外す必要がない。このため、疲労検査を行う第一位置Ｐにおける被検査物２と超音波探触子６の相対位置が液剤噴霧の前後で変化しない。その結果、疲労試験の精度をさらに高めることができる。

【0030】

以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第一実施形態では、被検査物２がＴ字型をなしている例について説明した。しかしながら、被検査物２の形状はこれに限定されず、単なる板状又は棒状の部材や、その他Ｌ字型の断面を有する部材等を被検査物２として適用することが可能である。その場合、荷重付与部４の形状と構成を種々に変更することが考えられる。

【0031】

＜第二実施形態＞
（疲労試験システムの構成）
次に、本開示の第二実施形態に係る疲労試験システム２００について、図３を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。疲労試験システム２００は、第一実施形態で説明した疲労試験治具１に加えて、環境槽１００と、遠隔操作機構１１０と、を備える。

【0032】

（環境槽の構成）
環境槽１００は、疲労試験治具１、及び被検査物２を収容する収容空間１０１を内部に有する容器である。この環境槽１００では、収容空間１０１内の温度や湿度、又は圧力等の環境条件を種々変更することが可能とされている。具体的には環境槽１００としてクライオスタットが用いられる。

【0033】

（遠隔操作機構の構成）
遠隔操作機構１１０は、収容空間１０１内の疲労試験治具１の移動機構５、及び荷重付与部４を外部から操作することが可能な機構である。具体的には、遠隔操作機構１１０は、移動機構５を駆動するサーボモータ１１１と、このサーボモータ１１１、荷重付与部４、及び超音波探触子６と電気的に接続されたコントローラ１１２と、を有する。コントローラ１１２を通じて作業者が適宜指令を各装置に送信する。この指令によって、荷重の付与、移動体５１の移動、及び超音波探触子６の動作が遠隔から行われる。

【0034】

（作用効果）
上記構成によれば、疲労試験治具１、荷重付与部４、及び被検査物２が環境槽１００に収容された状態で、遠隔操作によって移動機構５を操作することができる。これにより、環境槽１００の内部の温度や湿度、圧力等の環境条件を維持したまま、被検査物２を第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で移動させることができる。つまり、反復して被検査物２に荷重をかけたり、荷重をかけていない際に液剤を検査面２２に噴霧したりすることができる。このように、環境槽１００を開放することなく各種の作業を遠隔から行えるため、疲労試験ごとの環境条件の変化が小さく抑えられる。したがって、長期にわたる疲労試験の精度をより一層向上させることができる。

【0035】

以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第二実施形態では、駆動装置５２としてサーボモータ１１１を用いた例について説明した。しかしながら、駆動装置５２としてステッピングモータやその他の電動モータを用いることも可能である。また、第一実施形態で説明したものと同様に、種々の形状の部材を被検査物２として適用することが可能である。

【0036】

＜各実施形態に共通する変形例＞
続いて、各実施形態に共通する変形例について、図４と図５を参照して説明する。疲労試験治具１の第一変形例として図４に示すような構成を採ることが可能である。同図の例では、被検査物２がＴ字型をなしていることは第一実施形態と同一であるが、立設部２１ではなく、本体部２０の両端に対して荷重を付与する点で第一実施形態と相違している。疲労試験治具１のその他の構成は第一実施形態と同様である。また、第二変形例として図５に示すように、超音波探触子６の先端形状を円弧状断面とすることによって、Ｌ字型の被検査物２のアール部（隅部）に対して超音波探傷検査を行うことが可能となる。この場合も、上記各実施形態と同様の移動機構５、及び案内機構８を用いることで、当該超音波探触子６は第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で移動可能に構成することができる。

【0037】

＜付記＞
各実施形態に記載の疲労試験治具１、及び疲労試験システム２００は、例えば以下のように把握される。

【0038】

（１）第１の態様に係る疲労試験治具１は、被検査物２を支持する治具本体３と、前記被検査物２に際して荷重を付与する荷重付与部４と、前記治具本体３に一体に設けられて、前記治具本体３に対して前記被検査物２の検査面２２に沿う基準方向Ａに相対移動する移動体５１を有する移動機構５と、前記移動体５１に設けられた超音波探触子６と、前記超音波探触子６に前記検査面２２に向かっての付勢力を付与する付勢部材７と、前記移動体５１が前記基準方向Ａにおける第一位置Ｐにある際に前記超音波探触子６を前記付勢力に従って前記検査面２２に当接させるとともに、前記移動体５１が前記基準方向Ａにおける第二位置Ｑにある際に前記超音波探触子６を前記付勢力に抗して離間させる案内機構８と、を備える。

【0039】

上記構成によれば、荷重付与部４によって被検査物２に荷重を与える際には超音波探触子６を第二位置Ｑに退避させ、荷重を与え終わった際には当該超音波探触子６を第一位置Ｐに移動させて検査面２２に当接させることで疲労検査を行うことができる。つまり、荷重が付与される前後で、被検査物２を治具本体３に対して脱着する必要がない。これにより、例えば反復して荷重をかける疲労試験を行う際に、環境条件が変化してしまう可能性を低減することができる。その結果、より高い精度で疲労試験を進めることが可能となる。

【0040】

（２）第２の態様に係る疲労試験治具１は、（１）の疲労試験治具１であって、前記移動機構５は、前記基準方向Ａに延びるネジ軸５０と、該ネジ軸５０を中心軸Ｘ回りに回転駆動する駆動装置５２と、を有し、前記移動体５１は、前記ネジ軸５０に螺合する雌ネジが形成されたコマ５４を有する。

【0041】

上記構成によれば、駆動装置５２によってネジ軸５０を回転させることのみによって、移動体５１のコマ５４を当該ネジ軸５０に沿って基準方向Ａに移動させることができる。このように、簡素な構成のもとで移動体５１、及び超音波探触子６の位置を自在に変化させることができる。

【0042】

（３）第３の態様に係る疲労試験治具１は、（１）又は（２）の疲労試験治具１であって、前記案内機構８は、前記基準方向Ａに延びるとともに、前記第一位置Ｐから前記第二位置Ｑに向かうに従って前記検査面２２から離間するように延びる案内面８２が形成された案内部材８０と、前記移動体５１に設けられて、前記案内部材８０の前記案内面８２に沿って摺動するピン部材８１と、を有する。

【0043】

上記構成によれば、移動体５１が基準方向Ａに第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で移動する際に、ピン部材８１が案内面８２に摺動されながら案内される。これにより、第一位置Ｐでは超音波探触子６が検査面２２に当接する一方で、第二位置Ｑでは当該超音波探触子６が検査面２２から離間する。このように、移動体５１を基準方向Ａに進退動させることのみによって超音波探触子６と検査面２２との離間・当接をコントロールすることが可能となる。

【0044】

（４）第４の態様に係る疲労試験治具１は、（１）から（３）のいずれか一態様に係る疲労試験治具１であって、前記移動体５１に設けられて、該移動体５１が前記第二位置Ｑにある際に、前記検査面２２に向かって液剤を噴霧可能な噴霧装置９をさらに有する。

【0045】

上記構成によれば、移動体５１が第二位置Ｑにある際、つまり被検査物２に荷重を与えている際に、超音波探傷に先立って検査面２２に液剤を噴霧することができる。検査面２２と超音波探触子６との間に液剤が介在することによって疲労検査の精度が向上する。また、液剤噴霧のために被検査物２を治具本体３から取り外す必要がない。このため、疲労検査を行う第一位置Ｐにおける被検査物２と超音波探触子６の相対位置が液剤噴霧の前後で変化しない。その結果、疲労試験の精度をさらに高めることができる。

【0046】

（５）第５の態様に係る疲労試験システム２００は、（１）から（４）のいずれか一態様に係る疲労試験治具１と、前記疲労試験治具１、前記荷重付与部４、及び前記被検査物２が収容される検査空間を有する環境槽１００と、該環境槽１００の外部から前記移動機構５を操作可能な遠隔操作機構１１０と、を備える。

【0047】

上記構成によれば、疲労試験治具１、荷重付与部４、及び被検査物２が環境槽１００に収容された状態で、遠隔操作によって移動機構５を操作することができる。これにより、環境槽１００の内部の条件を維持したまま、被検査物２を第一位置Ｐと第二位置Ｑとの間で移動させることができる。つまり、反復して被検査物２に荷重をかけたり、荷重をかけていない際に液剤を検査面２２に噴霧したりすることができる。これにより、試験ごとの環境条件の変化が小さく抑えられるため、疲労試験の精度をより一層向上させることができる。

【符号の説明】

【0048】

１…疲労試験治具
２…被検査物
３…治具本体
４…荷重付与部
５…移動機構
６…超音波探触子
７…付勢部材
８…案内機構
９…噴霧装置
２０…本体部
２１…立設部
２２…検査面
３０…把持部
３１…ステージ部
３２…ネジ孔
３３…固定ネジ
４０…チャック
５０…ネジ軸
５１…移動体
５２…駆動装置
５３…ハンドル
５４…コマ
５５…移動体本体
５６…シュー
８０…案内部材
８１…ピン部材
８２…案内面
８３…第一平坦部
８４…傾斜部
８５…第二平坦部
１００…環境槽
１０１…収容空間
１１０…遠隔操作機構
１１１…サーボモータ
１１２…コントローラ
２００…疲労試験システム
Ａ…基準方向
Ｂ…直交方向
Ｐ…第一位置
Ｑ…第二位置
Ｘ…中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】