高温ひずみゲージによる小ねじ部品のクリープ試験装置の開発

摘要

クリープのように時間とともに損傷が進む現象は、製品機器にとって深刻な問題となる。 したがって、製品機器の高環境下の締結部に使用される小ねじ（ねじの呼び：M3～M6）は、従来からクリープやリラクセーション（残留締付け力の低下）の影響を考慮し、比較的耐熱性に優れるステンレス製小ねじが使用されている。 近年こうした製品機器のコストダウン化が進み、この締結用部品についてもステンレス製小ねじより安価な鋼製小ねじへの要求がある。 また、アルミ製品機器に関しては、同質軽量でリサイクル性に優れるアルミ製小ねじへの要求がある。 こうした背景から、ステンレス製小ねじに替えて比較的高温領域で鋼製小ねじ（300°C程度）及びアルミ製小ねじ（80°C程度）の使用が検討され、クリープやリラクセーションによる破断やゆるみ現象について安全性を確認する試験要望がある。 しかし、鋼製及びアルミ製小ねじは、高温環境下においてねじ形状のままでクリープやリラクセーションに関する試験を行ったデータはなく、試験装置もないのが現状である。 そこで、比較的高温環境下でもひずみ測定が可能な高温ひずみゲージを活用し、クリープによる小ねじの永久伸び（以下伸び）を測定する変位計や、リラクセーションによる小ねじの締付け力の変化を測定するロードセルを開発し、鋼製及びアルミ製小ねじの高温環境下でのクリープやリラクセーションの影響を評価する試験装置を開発した。