引張試験とは？目的・内容・受託の流れなど分かりやすく解説

製品や部品の強さや伸びやすさを定量的に評価するうえで欠かせないのが『引張試験』です。

品質管理や製品開発の現場では日常的に使われる試験ですが、いざ試験機を選定しようとすると、専門用語や評価項目、規格の多さに戸惑う方も多いのではないでしょうか。

本記事では、引張試験の基本的な仕組みや目的、測定できる評価項目、そして受託試験を依頼する際の流れまでを、初めての方でも分かりやすく解説します。

さらに、信頼できる試験会社もご紹介しますので、自社に最適な試験機やサービスが分からないとお悩みの方は、ぜひ最後までご覧ください。

引張試験とは

引張試験とは、材料に引張力（引っ張る力）を加えて、その強度や伸び、弾性率などの機械的特性を測定する試験です。主に金属、樹脂、繊維、ゴムなどの工業材料に対して行われ、JIS（日本産業規格）やISOなどの規格に基づいて実施されます。

試験方法は、供試体（テストする材料）を専用の試験機にセットし、両端から徐々に引っ張っていくというシンプルなものです。破断（材料が切れる）するまでにどれだけの力が加わったか、どの程度伸びたかといったデータを収集し、材料の性質を数値化します。

製造業や品質管理の現場では、製品の信頼性や安全性を担保するために不可欠な試験であり、素材選定や設計段階での判断材料にもなります。

引張試験の目的

引張試験の主な目的は、製品や材料が実際の使用環境において、どの程度の力に耐えられるかを把握することです。具体的には、以下のような特性を明らかにします。

• どの程度の引張荷重に耐えられるか（引張強度）
• 加えた力に対してどれだけ変形するか（弾性率・伸び率）
• 最終的にどのくらいの力で破断するか（破断点・破断状態）

これらのデータを取得することで、設計上の安全性の検証や、材料の品質管理、規格適合の判断などに活用されます。

たとえば、自動車部品や建築材料、医療機器など、安全性が特に求められる分野では、引張試験の結果が製品採用の可否を左右する重要な指標となります。

また、新素材の開発や比較試験の場面でも、引張試験は基本中の基本として位置づけられています。

引張試験の評価内容

引張試験では、単にどれくらいの力で材料が切れるかを見るだけではなく、材料の強度、弾性、変形のしやすさ、破断時の状態といったさまざまな特性を数値として評価します。

以下では、引張試験で得られる主な評価項目について、順を追って分かりやすく解説します。

• 引張強度（張強さ）
• 弾性率
• 伸び率
• 破断点・状態

これらのデータは、製品の設計や素材選定、品質保証において非常に重要な判断基準となります。

引張強度（張強さ）

引張強度とは、材料が引張試験で破断するまでに耐えられる最大の応力（力／面積）を指します。張強さとも呼ばれ、材料の“強さ”を象徴する指標のひとつです。

この数値が高いほど、その材料は大きな力にも耐えられるということになり、自動車部品や建材など、高い強度が求められる分野では重要視されます。

弾性率

弾性率（ヤング率とも呼ばれます）は、材料がどれだけ“弾性的に”変形するかを示す値です。つまり、外力が加わったときに変形しても、それを取り除けば元に戻るような変形のしやすさを表します。

この値が高いと、変形しにくく剛性が高い材料であることを意味します。逆に低いと、柔らかくしなやかな素材といえます。

伸び率

伸び率は、試験中に材料がどれくらい伸びたかを示す割合です。破断するまでに、初期の長さに対して何％伸びたかを数値化します。

同じ強度の材料でも、伸び率が高いものは破断前に大きく変形するため、衝撃や変形を吸収しやすいという特徴があります。逆に伸び率が低い材料は、硬くて割れやすい傾向があります。

破断点・状態

引張試験では、最終的にどの位置で破断したか、どのように破断したかといった破断点とその状態も重要な評価対象です。

たとえば、中央からきれいに破断したのか、途中でねじれるように破断したのか、分離破断となったのかなど、破断の様子から材料の内部欠陥や応力の集中状況を推測することができます。

また、破断点の位置は、試験規格に適合しているかを判断する際にも重要なデータとなります。

引張試験を受託する際の流れ

引張試験を外部の試験会社に依頼する場合、製品の特性や適用される規格に応じて、試験方法や条件が大きく異なるため、事前のすり合わせがとても重要です。

まずは、自社の製品に必要な試験体制や設備が整っている試験会社を選定しましょう。以下は、一般的な引張試験受託の流れです。

1. 試験対象の製品を引張試験片として提供
2. 試験規格に基づいた試験方法と治具の選定
3. ひずみの取得方法を決定
4. 試験規格に基づいて試験を実施
5. 測定結果の確認・報告書の受領

専門用語や試験内容に不安がある場合でも、まずは試験会社に相談することで、自社に合った試験方法を提案してもらえることが多いため、早めの問い合わせがおすすめです。

おすすめの輸送・包装試験会社3選

ここでは、国内で高い評価を得ている試験機関を3社ご紹介します。

• 日本ビジネスロジスティクス株式会社
• 日通NECロジスティクス株式会社
• ロジスティード株式会社

試験体制や特徴を比較しながら、自社製品や輸送条件に合ったパートナー選びの参考にしてください

日本ビジネスロジスティクス株式会社

日本ビジネスロジスティクス株式会社は、ASTM・JIS規格に準拠した引張試験をはじめ、包装関連の物性試験に強みを持つ企業です。

同社は、国内最大級のISTA（国際安全輸送協会）認定試験所として、年間100件以上の輸送試験を実施しており、信頼性の高いデータを提供しています。

初期相談から試験設計、報告書の提出までワンストップで対応可能な体制を整えており、製品開発の効率化や市場投入スピードの向上にも貢献します。特に輸送中の破損リスクを正確に評価したい企業におすすめの試験会社です。

以下の記事では、日本ビジネスロジスティクスが対応している試験内容や会社の特徴などを紹介していますので、詳しく知りたい方は参考にしてみてください。

日通NECロジスティクス株式会社

日通NECロジスティクス株式会社は、日本通運とNECの合弁によって設立された総合物流企業で、実輸送環境を再現した高度な包装試験サービスを提供しています。

振動・衝撃・圧縮・温湿度など、実際の輸送中に想定されるストレス条件を試験室内で再現可能です。海外輸送や特殊条件下での製品流通を想定した信頼性試験にも対応しています。

海外展開を見据えた製品評価や、現地輸送に課題を感じている企業にとって心強いパートナーです。

ロジスティード株式会社

ロジスティード株式会社は、高度な物流技術と試験ノウハウを融合した総合的な評価支援を提供する企業です。振動・落下・圧縮・衝撃など多様な輸送環境を模擬した包装試験に対応しており、製品の保護性能を客観的に評価できます。

包装だけでなく、輸送効率・コスト最適化まで含めた総合的なパートナーを求める企業にとって、非常に有用な存在です。

まとめ

引張試験は、製品や材料の強度や変形の特性を数値化できる基本かつ重要な評価手法です。引張強度・弾性率・伸び率・破断状態など、得られるデータは製品設計や品質管理に大きく貢献します。

一方で、試験の実施には試験片の条件や規格への適合、適切な試験方法の選定など専門的な知識が必要です。社内で対応が難しい場合は、信頼できる試験会社に相談しながら進めることをおすすめします。

自社の目的や評価対象に合った方法を選び、正確な試験データを製品開発や品質保証に活かしていきましょう。