引張試験機とは？万能試験機の種類と選び方・容量と精度の等級の見方

引張試験機とは

引張試験機は、金属・樹脂・ゴム・繊維・紙などの試験片を引っ張り、切れるまでの力と伸びを測る試験機です。つかみ具と治具を替えて、圧縮・曲げ・引裂・剥離の試験もできるものを、万能試験機・材料試験機・引張圧縮試験機とも呼びます。

引張試験では、引張強さ・引張破壊応力・引張破壊ひずみ・引張降伏応力・引張弾性率を測ります（東洋精機製作所の解説による）。

比較ページには、方式ごとに代表の型式を載せています。力のセンサーだけを選ぶならロードセルの比較⁠にまとめています。

4つの方式

簡易形（フォースゲージ＋電動スタンド）

デジタルフォースゲージや荷重測定器を電動スタンドに付け、決まった速さで引いたり押したりします。

• 部品の破断・圧入・剥離・開封の力を、机の上で手軽に測れる（イマダ FSA‑5K3⁠、ニデックドライブテクノロジー FGS‑5000TVは5000Nまで）
• フォースゲージを外して、手で持って測れる型もある（イマダ FSAシリーズ）
• 規格どおりに伸びや弾性率まで出すなら、万能試験機を選ぶ

電気機械式（10kNまで）

ボールねじでクロスヘッドを動かす万能試験機のうち、机に置ける大きさの型です。

• ロードセルを付け替えて小さな力から測れる（島津製作所 AGS‑Vは1N〜10kN）
• 樹脂・ゴム・フィルム・繊維の規格の試験に向く
• 単相の電源で動く型が多い（エー・アンド・デイ RTI‑1310は単相AC95〜122V）

電気機械式（50kN以上）

• エンジニアリングプラスチック・金属の薄板・部品の強度試験に使う（東洋精機製作所 S50‑Fは50kN、エー・アンド・デイ RTH‑2430は300kN⁠）
• 三相200V系の電源と、重さに耐える床を用意する型が多い

油圧式

• 油圧で力をかけ、鋼材・鉄筋・ボルトの引張試験やコンクリートの圧縮試験に使う
• 100kNから4,000kNまでの大きな力を出せる（東京衡機試験機 YUシリーズは100〜2000kN、島津製作所 UH‑Xは200〜4,000kN）

精度の等級の見方

• JIS B 7721は、引張試験機・圧縮試験機の力計測系の校正方法と検証方法を決めた規格（日本規格協会の案内による）
• 等級は「0.5級」「1級」のように表し、0.5級は表示試験力の±0.5%以内（島津製作所 AGS‑Vの高精度形）
• 精度は、ロードセルの容量のどこまでの範囲で保証しているかまで見る（AGS‑Vは定格容量の1/1〜1/500）
• 規格は、試験機を据え付けたあとの検定を勧めている

金属の引張試験（JIS Z 2241）

• JIS Z 2241は、金属材料の引張試験方法と、室温（10〜35℃）で測れる機械的性質を決めた規格
• 大きな力が要る鋼材や鉄筋には、油圧式を使うことが多い（島津製作所 UH‑XはJIS Z 2241のひずみ制御に対応）

選ぶ前に確かめること

• 容量：試験片が切れる力より大きな容量。小さい力はロードセルを付け替える
• 速度：試験する材料の規格の決まりに合う速度が出せるか
• 治具：試験の規格に合うつかみ具・治具・伸び計をそろえられるか
• 電源と場所：単相か三相か、重さと高さ（エー・アンド・デイ RTH‑2430は1450kg）
• 校正：据え付けたあとの検定と、毎年の校正をどこに頼むか