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材料特性評価装置 新技術説明会

国内特許コード P130009407
整理番号 S2013-0005-N0
掲載日 2013年6月18日
出願番号 特願2012-220844
公開番号 特開2014-074598
出願日 平成24年10月2日(2012.10.2)
公開日 平成26年4月24日(2014.4.24)
発明者
  • 多田 直哉
  • 山本 憲吾
  • 河合 真二
  • 國分 昭雄
  • 栄 淳
  • 石田 直之
出願人
  • 国立大学法人 岡山大学
  • 株式会社山本金属製作所
発明の名称 材料特性評価装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明は、棒状又は細線状を有する試験片の材料特性評価装置を提供する。
【解決手段】本材料特性評価装置は、前記試験片端部と離間する位置に可動部が配置され、前記試験片端部と可動部とが互いに磁石の磁力による引力で引き合う磁力発生部を形成する。前記可動部は前記試験片端部と可動部とが互いに近接・離間するように可動である。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要



近年、次世代技術としてマイクロメートルオーダーの超小型機械であるマイクロマシンが注目されている。マイクロマシンの主要材料であるマイクロマテリアルの利用分野は非常に広く、電子機器分野(超小型モータ、プリンタヘッドノズル)、自動車分野(加速度センサ)、医療分野(カテーテル、体内埋め込み型装置)などで実用化が進められている。





一方、マイクロマシンに使用される部品について、繰り返し応力によって生じる破壊に対する評価は確立されておらず、マイクロマテリアルの寿命評価が困難であり、マイクロマシンの開発に多大な時間や労力が必要とされている。





例えば、単結晶シリコンをはじめとする各種先進マイクロマテリアルの機械特性は、負荷の方向によって強度に差が生じることがある。したがって、この材料特性は多方向に関して調査される必要がある。材料特性としては、引張強度、引張疲労強度、曲げ強度、曲げ疲労強度などを挙げることができる。





また、単結晶シリコンの材料特性は、周囲の湿度状態に大きく影響される。マイクロマシンは先述のとおり医療分野での利用も進められており、生体内の高湿度環境や、腐食環境で使用されることがある。したがって、そのような特殊環境を模擬した状況における試験が必要である。特殊環境とは、高湿・腐食環境のほかに、真空・低湿・高低圧が挙げられる。





このようなマイクロマテリアル用の材料特性評価装置として、例えば、特開2003-149108号公報の疲労試験装置が存在する。この疲労試験装置は、超磁歪素子(加わる磁気によって形状変化する素子)による変位で引張圧縮試験を行う装置であり、試験片の両端は機械的に装置本体に固定された機構となっている。

産業上の利用分野


本発明は、微小材料の引張、曲げ、疲労強度の測定等するための材料特性評価装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
棒状又は細線状を有する試験片の材料特性評価装置であって、
前記試験片端部と離間する位置に可動部が配置され、前記試験片端部と可動部とが互いに磁石の磁力による引力で引き合う磁力発生部を形成し、
前記可動部は前記試験片端部と可動部とが互いに近接・離間するように可動である、ことを特徴とする材料特性評価装置。

【請求項2】
前記可動部は、前記試験片の軸線に沿って配設され、前記試験片の自由端の方向に移動する、ことを特徴とする請求項1に記載の材料特性評価装置。

【請求項3】
前記可動部は、前記試験片の軸線と異なる方向に位置に配設され、前記試験片の自由端の方向に移動する、ことを特徴とする請求項1に記載の材料特性評価装置。

【請求項4】
前記可動部は、前記試験片の軸線に対して直角方向に摺動させる機構を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の材料特性評価装置。

【請求項5】
前記磁力発生部に作用する磁力は、可動部に装着されたロードセルにより測定される、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。

【請求項6】
前記可動部は、XYZ軸ステージにより移動する、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。

【請求項7】
前記可動部は、XYZR軸ステージにより移動する、ことを特徴とする請求項5又は6のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。

【請求項8】
前記可動部は、前記ステージに装着する振動発生器により振動する、ことを特徴とする請求項5又は6のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。

【請求項9】
前記試験片は、前記可動部と非接触状態で密閉される、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。

【請求項10】
前記試験片の固定端側は、永久磁石により磁力で固定される、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の材料特性評価装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012220844thum.jpg
出願権利状態 公開
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