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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stoßprüfgerät und ein Stoßprüfverfahren,
die eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaft
eines Prüfstücks erhalten
können.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
Izod-Stoßprüfung oder
eine Charpy-Stoßprüfung waren
herkömmlich
als Verfahren zum Messen der Stoßfestigkeit eines Materials
bekannt (siehe beispielsweise
japanische
ungeprüfte Patentveröffentlichung
Nr. H2(1990)-13825 ). Gemäß diesen Verfahren kann, wenn
ein Prüfstück mit einer Stoßenergie
(Stoßkraft)
beaufschlagt wird, um das Prüfstück zu brechen,
die Stoßfestigkeit
des Prüfstücks durch
die Stoßenergie
gemessen werden. Im Fall eines aus einem stoßabsorbierenden Material eines
Schaummaterials, eines viskoelastischen Materials oder einer Kombination
dieser Materialien gebildeten Prüfstücks wird
jedoch, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück aufgebracht
wird, das Prüfstück elastisch
verformt, so dass es die Stoßenergie
(Stoßkraft) absorbiert.
Daher ist es schwierig, eine auf das Prüfstück aufgebrachte Stoßkraft und
eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaft
des Prüfstücks zu bewerten,
wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück aufgebracht
wird. Aus diesem Grund wurde in dem stoßabsorbierenden Material die
Eigenschaft des stoßabsorbierenden
Materials durch Messen einer stoßabsorbierenden Eigenschaft
oder einer Abstoßeigenschaft
bewertet, die durch ein Lubke-Stoßelastizitätsprüfverfahren oder ein Trypso-Stoßelastizitätsprüfverfahren
gefunden werden (siehe beispielsweise Japanese Standards Association
JIS Handbook Rubber (herausgegeben am 1. April 1999).
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US 6 324 915 A offenbart
ein Kompressionsstoßprüfgerät, das dazu
ausgelegt ist, eine Dämpfungsschwingungseigenschaft
eines Prüfstücks gegen
eine Stoßkraft
zu messen.
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Im Übrigen wurde
ein Schaummaterial, ein viskoelastisches Material oder eine Kombination
dieser Materialien als stoßabsorbierendes
Material verschiedener Arten von Maschinen und elektrischen Geräten verwendet.
Tragbare Maschinen und elektrische Geräte (beispielsweise ein Zellenmobiltelephon)
wurden in den letzten Jahren in der Anzahl vermehrt. In diesen verschiedenen
Produkten wird eine Stoßkraft
in einer Weise auf sie aufgebracht, die bisher niemals denkbar war.
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Diese
stoßabsorbierenden
Materialien weisen überdies
verschiedene stoßabsorbierende
Eigenschaften gemäß dem Material,
der inneren Form oder dergleichen auf. Daher wird es schwierig,
die stoßabsorbierenden
Materialien durch die herkömmlichen
Stoßprüfungen oder
die Abstoßelastizitätsprüfung auf
derselben Basis zu bewerten. Daher werden diese stoßabsorbierenden
Materialien an tatsächlichen
Produkten angeordnet und Stoßfallprüfungen oder
dergleichen werden an den tatsächlichen
Produkten durchgeführt.
In dieser Weise wird eine Haltbarkeitsbewertungsprüfung oder
dergleichen für
den Stoß am
Produkt durchgeführt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Da
sich jedoch in den letzten Jahren die Verschiedenartigkeit der Produkte
vergrößert hat
und die Produktentwicklung beschleunigt wurde, wurde für den Zweck
der Kontrolle der Qualität
eines stoßabsorbierenden
Materials ohne Durchführung
einer Stoßprüfung an
einem tatsächlichen
Produkt ein Verfahren zum Bewerten eines stoßabsorbierenden Materials verlangt,
durch das ein Prüfstück mit einer Stoßkraft beaufschlagt
wird, das aus dem stoßabsorbierenden
Material gebildet ist, um eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaft
und dergleichen zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um den obigen Bedarf zu
erfüllen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Stoßprüfgerät und ein Stoßprüfverfahren
zu schaffen, die eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaft
und dergleichen erhalten können,
wenn eine Stoßkraft
auf ein stoßabsorbierendes
Material, einschließlich
eines Schaummaterials, eines viskoelastischen Materials oder einer
Kombination dieser Materialien, aufgebracht wird.
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Um
das obigen Ziel der Erfindung zu erreichen, wird ein Stoßprüfgerät gemäß Anspruch
1 geschaffen.
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Mit
der obigen Struktur kann das Stoßprüfgerät ein Prüfstück mit einer willkürlichen
Haltekraft halten und eine Stoßkraft
auf das Prüfstück aufbringen. Überdies
können
Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftsinformationen,
die die Beziehung zwischen einer Stoßbelastung und einer Verformung
zur Stoßbelastung
des Prüfstücks ausdrücken, auf
der Basis der Stoßkraft,
die auf das Prüfstück aufgebracht
wird und durch eine Stoßkraftabtastvorrichtung
abgetastet wird, und der Auslenkung des Prüfstücks, die durch eine Auslenkungsdetektiervorrichtung
detektiert wird, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück aufgebracht
wird, erhalten werden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Stoßprüfverfahren gemäß Anspruch
5 geschaffen.
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Im
vorstehend beschriebenen Stoßprüfverfahren
wird in einem Halteschritt ein Prüfstück mit einer willkürlichen
Haltekraft gehalten und in einem Stoßbeaufschlagungsschritt kann
eine Stoßkraft
auf das Prüfstück aufgebracht
werden. Überdies
wird in einem Detektierschritt die auf das Prüfstück aufgebrachte Stoßkraft abgetastet
und die Auslenkung des Prüfstücks, wenn
die Stoßkraft
abgetastet wird, wird detektiert. Dann können in einem Ausgabeschritt Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftsinformationen,
die die Beziehung zwischen einer Stoßbelastung und einer Verformung
zur Stoßbelastung
des Prüfstücks ausdrücken, auf
der Basis der abgetasteten Stoßkraft
und der detektierten Auslenkung erhalten werden.
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Weiterentwicklungen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht, die eine schematische Konstruktion eines Stoßprüfgeräts in einer ersten
Ausführungsform
zeigt;
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2 ist
eine Vorderansicht, die einen Zustand darstellt, in dem eine Stoßkraft auf
ein Prüfstück im Stoßprüfgerät in der
ersten Ausführungsform
aufgebracht wird;
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3A bis 3D sind
eine Draufsicht, eine Vorderansicht, eine linke Seitenansicht und
eine rechte Seitenansicht, die die schematische Konstruktion des
Stoßprüfgeräts in der
ersten Ausführungsform
zeigen;
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4 zeigt
die schematische Konstruktion einer Ausgabevorrichtung, die die
Stoßkraft
und Auslenkung eines Prüfstücks detektiert
und Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftsinformationen
ausgibt, im Stoßprüfgerät in der
ersten Ausführungsform;
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5 ist
ein Graph, der ein Beispiel einer Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve zeigt,
die durch das Stoßprüfgerät in der
ersten Ausführungsform
erhalten wird;
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6 ist
ein Graph, der ein Beispiel einer Stoßabsorptionsrate in Bezug auf
einen Schwenkwinkel eines Hammers zeigt, die durch das Stoßprüfgerät in der
ersten Ausführungsform
erhalten wird;
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7 ist
eine Vorderansicht, die eine schematische Konstruktion eines Stoßprüfgeräts in einer zweiten
Ausführungsform
zeigt;
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8 ist
eine linke Seitenansicht, die die schematische Konstruktion des
Stoßprüfgeräts in der zweiten
Ausführungsform
zeigt;
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9 zeigt
die schematische Konstruktion einer Ausgabevorrichtung, die die
Stoßkraft
und Auslenkung eines Prüfstücks detektiert
und Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschafsinformationen
ausgibt, im Stoßprüfgerät in der
zweiten Ausführungsform;
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10 ist
ein Graph, der jeweilige Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschafskurven
zeigt, die durch das Stoßprüfgerät in der
zweiten Ausführungsform
bei Solltemperaturen von –20°C, +20°C und +60°C und bei
einer Sollluftfeuchtigkeit von 60 % erhalten werden;
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11 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht, die
einen Zustand zeigt, in dem ein Beschleunigungssensor an der Trageplatte
einer Haltevor richtung des Stoßprüfgeräts in einer
weiteren Ausführungsform befestigt
ist; und
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12 stellt
ein Verfahren zum Messen der Auslenkung einer Metallfolie, die an
der Trageplatte einer Haltevorrichtung des Stoßprüfgeräts in einer weiteren Ausführungsform
angeordnet ist, durch einen Laser-Doppler-Schwingungsmesser dar.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend
werden eine erste und eine zweite Ausführungsform, in denen ein Stoßprüfgerät und ein
Stoßprüfverfahren
gemäß der vorliegenden Erfindung
verkörpert
sind, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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[Ausführungsform
1]
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Zuerst
wird die schematische Konstruktion eines Stoßprüfgeräts in einer ersten Ausführungsform
mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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Wie
in 1 bis 4 gezeigt, ist ein Stoßprüfgerät 1 in
der ersten Ausführungsform
konstruiert aus: einer Haltevorrichtung 3 zum Halten eines
Prüfstücks 2 mit
einer willkürlichen
Kraft; einer Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 zum
Aufbringen einer Stoßbelastung
auf das Prüfstück 2;
einem Kraftsensor 5 als Stoßkraftabtastvorrichtung zum
Abtasten einer auf das Prüfstück 2 durch
die Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 aufgebrachten
Stoßkraft;
einer Hochgeschwindigkeitskamera 6 als Auslenkungsdetektiervorrichtung
zum Detektieren der Auslenkung des Prüfstücks, wenn die Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 eine
Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufbringt;
und einer Ausgabevorrichtung 7 zum Synchronisieren eines
Signals vom Kraftsensor 5 mit einem Signal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 und
zum Ausgeben einer Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschafskurve
als Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschafsinformationen,
die die Beziehung zwischen einer Stoßbelastung des Prüfstücks und
einer Verformung zur Stoßbelastung
ausdrücken, wenn
eine Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht wird.
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Ferner
ist die Haltevorrichtung 3 zum Halten des Prüfstücks 2 mit
einer willkürlichen
Haltekraft aus einer Fixieraufspannvorrichtung 11, die
an einem Tisch 10 befestigt ist, und einem Presselement 12, das
der Fixieraufspannvorrichtung 11 gegenüberliegt, um das Prüfstück 2 sandwichartig
zwischen ihnen zwischenzulegen, und gleiten kann, konstruiert, so
dass sie das Prüfstück 2 halten
kann. Das Presselement 12 ist verschiebbar an einer Basis 13 angeordnet,
die auf dem Tisch 10 gleitet, und kann auf dem Tisch 10 zusammen
mit der Basis 13 gleiten. Ferner ist die Basis 13 mit
einem Hebel 14 zum Verschieben der Basis 13 und
einem Fixierungselement 15 zum Fixieren der Basis 13 am
Tisch 10, nachdem die Basis 13 durch den Hebel 14 verschoben
wurde und vorübergehend
positioniert wurde, versehen. Noch ferner ist das Presselement 12 mit
einer Pressdruckeinstelleinheit 16 versehen. Die Pressdruckeinstelleinheit 16 ist
vorzugsweise mit einem digitalen Messgerät oder dergleichen versehen,
das sich in Reaktion auf das Presselement 12 bewegt. Die Pressdruckeinstelleinheit 16 kann
das Presselement 12 an der Basis 13, welche in
einer vorübergehenden Position
in der Hin- und Herrichtung (in der Links-Rechts-Richtung in 1)
fixiert ist, in Bezug auf das Prüfstück 2 fein
einstellen, wodurch es eine Haltekraft einstellen kann, die auf
das gehaltene Prüfstück 2 aufgebracht
wird.
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Ferner
ist eine Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 zum
Aufbringen einer Stoßkraft
auf das Prüfstück 2,
das durch die Halte vorrichtung 3 gehalten wird, aus einer
Welle 23 mit einem Ende 22, das durch eine Stützsäule 20 drehbar
zapfengelagert ist, und einem Hammer 24 am anderen Ende
und einem Arm 21, der den Hammer 24 in einen vorbestimmten Winkel
anhebt und ihn hält,
konstruiert. Der Arm 21 kann in dem vorbestimmten Winkel
fixiert und gehalten werden. Hier besteht der Hammer 24 aus
einer Stahlkugel und kann in den vorbestimmten Winkel zusammen mit
dem Arm 21 durch einen Elektromagneten 25, der
an einem Ende des Arms 21 befestigt ist, angehoben werden.
In dieser Hinsicht wird der Elektromagnet 25 hier verwendet,
aber irgendein anderes Teil kann verwendet werden, das den Hammer 24 zusammen
mit dem Arm 21 anheben kann und den Hammer leicht vom Arm 21 trennen
kann. Überdies
ist der Hammer 24 nicht auf eine Kugel begrenzt, sondern
kann beispielsweise ein Block sein.
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Nochmals
ferner ist der Kraftsensor 5 zum Abtasten einer Stoßkraft,
die auf das Prüfstück durch die
Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 aufgebracht wird,
an einer solchen Oberfläche
der Fixieraufspannvorrichtung 11 befestigt, die zu einer
Oberfläche,
die mit dem Prüfstück 2 in
Kontakt steht, entgegengesetzt ist. Ein Kraftsensor, der aus einer
piezoelektrischen Vorrichtung konstruiert ist, wird vorzugsweise
als Kraftsensor 5 in der ersten Ausführungsform verwendet. Wenn
der Hammer 24 der Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4 eine
Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufbringt,
kann der Kraftsensor 5 die Stoßkraft mit Zuverlässigkeit
abtasten. Hier kann anstelle des Kraftsensors 5 auch ein
Dehnungsmesser verwendet werden.
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Noch
ferner wird die Hochgeschwindigkeitskamera 6 zum Detektieren
der Auslenkung des Prüfstücks 2,
wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, wie in 4 gezeigt, eine Hochgeschwindigkeitskamera,
die zum direkten Beobachten der Auslenkung des Prüfstücks 2 in
der Lage ist, vorzugsweise verwendet. Hier ist es bevorzugt, dass
die Hochgeschwindigkeitskamera Bilder in Intervallen von 200 μs oder weniger,
bevorzugter in Intervallen von 100 μs oder weniger und noch bevorzugter
in Intervallen von 75 μs
oder weniger aufnehmen kann.
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Wie
in 4 gezeigt, wird noch ferner das Prüfstück 2 zwischen
die Fixieraufspannvorrichtung 11 und das Presselement 12 über eine
Trageplatte 28, die aus einer hochelastischen Platte konstruiert ist,
wie z. B. einer Harzplatte, die aus Acrylharz oder dergleichen besteht,
oder einer Metallplatte, die aus Aluminium oder dergleichen besteht,
zwischengelegt wird.
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Wie
in 4 gezeigt, ist noch ferner die Ausgabevorrichtung 7 zum
Ausgeben einer Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
konstruiert aus: dem ersten Steuerabschnitt 32 zum Ausgeben eines
Auslenkungsdetektionssignals (Bildsignals) von der Hochgeschwindigkeitskamera 6,
die als Auslenkungsdetektiervorrichtung dient; einem Synchronisationsabschnitt 35 zum
Synchronisieren eines Signals vom Kraftsensor 5, der als
Stoßkraftabtastvorrichtung
dient, mit einem Auslenkungsdetektionssignal (Bildsignal) vom ersten
Steuerabschnitt 32; und dem zweiten Steuerabschnitt 30,
der ein Bild des Auslenkungsdetektionssignals (Bildsignals) vom
ersten Steuerabschnitt 32 analysiert, eine Auslenkung durch
die Dicke des Prüfstücks 2,
wenn keine Last auf dieses aufgebracht wird, dividiert, um eine
Verformung zu berechnen, ein Signal vom Kraftsensor 5 analysiert,
das durch den Synchronisationsabschnitt 35 synchronisiert
wird, und eine Stoßkraft
berechnet, die Stoßkraft
durch die Fläche
einer solchen Oberfläche
des Prüfstücks 2 dividiert,
die an der Trageplatte 28 anliegt, um eine Stoßbelastung
zu berechnen, und eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
ausgibt. Hier wird die Synchronisation zwischen dem Signal vom Kraftsensor 5 und
dem Auslenkungsdetek tionssignal (Bildsignal) vom ersten Steuerabschnitt 32 durch
die gleichzeitige Detektion der jeweiligen Signale durch den ersten
Steuerabschnitt 32 und den Synchronisationsabschnitt 35 zu
einem Zeitpunkt eines Signals von einem Geschwindigkeitsmesser 33 erreicht,
das ausgegeben wird, wenn der Hammer 24 vor einem Geschwindigkeitssensor 34 vorbeigeht,
der vor dem Prüfstück 2 angeordnet ist.
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Als
nächstes
wird ein Stoßprüfverfahren
unter Verwendung des Stoßprüfgeräts 1,
das in der vorstehend beschriebenen Weise konstruiert ist, beschrieben.
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(Halteschritt)
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Zuerst
wird das Prüfstück 2 nicht
zwischen die Fixieraufspannvorrichtung 11 und das Presselement 12 der
Haltevorrichtung 3 eingefügt, sondern nur die Trageplatte 28,
die aus Acrylharz besteht, wird eingefügt. Dann wird die Basis 13 auf
die Seite der Fixieraufspannvorrichtung 11 durch den Hebel 14 verschoben,
wodurch sie mit der Trageplatte 28 in fast engem Kontakt
steht und dann vorübergehend dort
fixiert wird. Als nächstes
wird die Basis 13 durch die Pressdruckeinstelleinheit 16 fein
eingestellt, um die Fixieraufspannvorrichtung 11 mit der
Trageplatte 28 in engen Kontakt zu bringen. Zu dieser Zeit
wird ein Speicher, der in der Pressdruckeinstelleinheit 16 vorgesehen
ist, zurückgesetzt
und die Position des Presselements 12 wird zu einem Basispunkt
gemacht.
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Als
nächstes
wird die Dicke des Prüfstücks 2 vorher
gemessen. Die Pressdruckeinstelleinheit 16 wird eingestellt,
um das Presselement 12 vom Basispunkt um die Dicke des
Prüfstücks 2 zu
bewegen, um das Prüfstück 2 zwischen
die Fixieraufspannvorrichtung 11 und die Trageplatte 28 einzusetzen.
Zu dieser Zeit wird im Fall des Einsetzens des Prüfstücks 2, das
aus einem stoßabsorbierenden
Material besteht, das aus einem Schaummaterial, einem viskoelastischen
Material oder einer Kombination dieser Materialien besteht, und
eine Stoßkraft
dämpft
und absorbiert, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, in der Haltevorrichtung 3 ein Pressdruck eingestellt,
während
das Messgerät
der Pressdruckeinstelleinheit 16 geprüft wird und die Dicke des Prüfstücks 2 berücksichtigt
wird. In dieser Weise kann das Prüfstück 2 mit einer Kompressionsrate
nahe einer Kompressionsrate im tatsächlichen Zustand der Anordnung
eines Produkts fixiert werden. Wenn ein Klebemittel oder dergleichen
auf einen Abschnitt oder die ganze eine Oberfläche des Prüfstücks 2 aufgebracht
wird, kann ferner das Prüfstück 2 an
der Fixieraufspannvorrichtung 11 angeordnet werden und kann
daher an der Fixieraufspannvorrichtung 11 mit Zuverlässigkeit
befestigt werden.
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(Stoßbeaufschlagungsschritt)
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Nachdem
das Prüfstück 2 eingesetzt
ist, wird der Schalter des Elektromagneten 25, der an einem Ende
des Arms 21 befestigt ist, eingeschaltet, um den Hammer 24 durch
den Arm 21 fest zu halten. Der Arm 21 wird in
einen willkürlichen
Winkel nach oben geschwenkt und wird dort fixiert und dann wird
der Schalter des Elektromagneten 25 ausgeschaltet, um den
Hammer 24 mit der Trageplatte 28, die durch die Haltevorrichtung 3 gehalten
wird, zur Kollision zu bringen (siehe 2).
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(Detektionsschritt)
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Überdies
wird zu dieser Zeit eine Stoßkraft durch
den Kraftsensor 5 gemessen. Hier wird die Fixieraufspannvorrichtung 11 mit
der Trageplatte 28 in engen Kontakt gebracht, bevor das
Prüfstück 2 zwischen
sie eingefügt
wird, und dann wird der Hammer 24 ebenso mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht und eine Stoßkraft
wird zu diesem Zeitpunkt gemessen.
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Dann
kann die Stoßabsorptionsrate
(%) des Prüfstücks 2 durch
Berechnen der folgenden Gleichung (1) gemessen werden. Stoßabsorptionsrate
(%) = [(Stoßkraft
von nur Trageplatte – Stoßkraft,
wenn das Prüfstück eingefügt ist)/Stoßkraft von
nur Trageplatte] × 100 (1)
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zum Messen der Auslenkung des Prüfstücks 2,
wenn der Hammer 24 mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht wird, beschrieben.
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Die
auf das Prüfstück 2 aufgebrachte
Stoßkraft
wird durch das vorstehend beschriebene Verfahren durch den Kraftsensor 5 abgetastet,
wenn der Hammer 24 mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht wird. Ein Signal vom Kraftsensor 5 wird
in den Synchronisationsabschnitt 35 eingegeben. Andererseits
wird die Auslenkung des Prüfstücks 2 zu
dieser Zeit von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 aufgenommen
und ein Bildaufnahmesignal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 wird
in den Synchronisationsabschnitt 35 über den ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben.
Hier wird die Synchronisation zwischen einem Signal vom Kraftsensor 5 und
einem Signal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 durch
den Synchronisationsabschnitt 35 in der folgenden Weise erreicht:
wie in 4 gezeigt, wird, wenn der Hammer 24 am
Geschwindigkeitssensor 34 vorbeigeht, der direkt vor der
Haltevorrichtung 3 angeordnet ist, vom Geschwindigkeitsmesser 33 ein
Signal ausgesandt, wodurch es in den ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben
wird, und gleichzeitig wird ein Synchronisationssignal in den Synchronisationsabschnitt 35 über den
ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben; zum Zeitpunkt des
Signals vom Geschwindigkeitsmesser 33 beginnt dann die
Hochgeschwindigkeitskamera 6 die Aufnahme eines Bildes
und der Synchronisationsabschnitt 35 beginnt mit dem Senden
eines Signals des Kraftsensors 5; damit werden die Aufnahme des
Bildes durch die Hochgeschwindigkeitskamera 6 und das Messen
der Stoßkraft
durch den Kraftsensor 5 gleichzeitig gestartet und daher
kann die Auslenkung des Prüfstücks 2 zu
jeder Messzeit synchron mit der auf das Prüfstück 2 aufgebrachten
Stoßkraft gemessen
werden.
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(Ausgabeschritt)
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Das
Signal vom Kraftsensor 5 und das Bildaufnahmesignal von
der Hochgeschwindigkeitskamera 6, die durch den Synchronisationsabschnitt 35 miteinander
synchronisiert werden, werden in den zweiten Steuerabschnitt 30 eingegeben.
In diesem zweiten Steuerabschnitt 30 wird das Signal vom Kraftsensor 5 in
eine Stoßkraft
umgesetzt und das Bildaufnahmesignal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 wird
einer Bildverarbeitung unterzogen, wodurch es in eine Auslenkung
umgesetzt wird. Hier wird die Umsetzung des Bildaufnahmesignals
von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 in die Auslenkung
durch die Bildverarbeitung durch Umsetzung des Weges einer Markierung,
die an die Stirnfläche des
Prüfstücks 2 oder
die Trageplatte 28 gesetzt ist, in Ziffern durchgeführt. Ferner
erfasst der zweite Steuerabschnitt 30 Daten der Stoßkraft und
der Auslenkung zu jedem Messzeitpunkt und dividiert dann die Stoßkraft durch
die Fläche
einer solchen Oberfläche
des Prüfstücks 2,
die an der Trageplatte 28 anliegt, und dividiert die Auslenkung
durch die Dicke des Prüfstücks, wenn
keine Last auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, wodurch er eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
ausgeben kann. Wenn beispielsweise der zweite Steuerabschnitt 30 aus
einem Personalcomputer oder dergleichen mit einem Flüssigkristallanzeigebildschirm
konstruiert ist, kann die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
auf dem Flüssigkristallanzeigebildschirm
angezeigt werden.
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Selbst
wenn das Prüfstück 2 aus
einem Schaummaterial, einem viskoelastischen Material oder einer
Kombination dieser Materialien besteht, d. h. aus einem stoßabsorbierenden
Material besteht, das eine Stoßkraft
dämpft
oder absorbiert, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, kann das Stoßprüfgerät 1 in
dieser Weise eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
ausgeben, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht wird. Überdies
kann das Stoßprüfgerät 1 auch
die Stoßabsorptionsrate
des Prüfstücks 2 gleichzeitig ausgeben.
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Hier
wird ein Beispiel einer Stoßprüfung beschrieben,
die an einem Prüfstück 2 durchgeführt wurde,
das aus einem Schaummaterial gebildet war, das aus Polypropylen
bestand, und in das Stoßprüfgerät 1 mit
der obigen Konstruktion eingesetzt wurde.
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Dieses
Prüfstück 2 wurde
aus einem stoßabsorbierenden
Material ausgeschnitten, das aus einem Schaummaterial gebildet war,
so dass es eine Größe von 20
mm × 20
mm × 1
mm hatte, und wurde dann durch die Haltevorrichtung 3 über die
Trageplatte 28, die aus Acrylharz bestand, mit einer Größe von 90
mm × 80
mm × 3
mm gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Presselement 12 geringfügig vom Basispunkt
einwärts
gepresst, um das Prüfstück 2 in einem
Zustand zu halten, in dem das Prüfstück 2 um 30
% in der Dickenrichtung komprimiert wurde. Dann wurde der Hammer 24 in
einen Zustand versetzt, in dem der Hammer 24 in 45° in Bezug
auf die Stützsäule 20 nach
oben geschwenkt war, und dann wurde der Hammer 24 vom Arm 21 getrennt,
wodurch er mit der Trageplatte 28 zur Kollision gebracht
wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Auslenkungsbild des Prüfstücks 2 auf
einer erforderlichen Basis von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 (beispielsweise FASTCAM,
die von Photron hergestellt wird) aufgenommen. Diese Stoßprüfung wurde
unter einer Umgebung mit Raumtemperatur von 20°C und einer Luftfeuchtigkeit
von 60 % durchgeführt.
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Eine
Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve 45,
die unter den vorstehend beschriebenen Prüfbedingungen erhalten wurde,
ist in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt,
konnte, selbst wenn das Prüfstück 2 aus
dem stoßabsorbierenden
Material wie z. B. einem Schaummaterial aus Polypropylen bestand,
die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve 45 erhalten
werden.
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Ferner
wurde das Prüfstück 2 in
einem Zustand gehalten, in dem es um 30 % in der Dickenrichtung
komprimiert wurde, und wurde in einen Zustand versetzt, in dem der
Hammer 24 in Winkel von 30°, 45°, 60°, 75° und 90° nach oben geschwenkt war, und
dann wurde der Hammer 24 vom Arm 21 getrennt,
wodurch er mit der Trageplatte 28 zur Kollision gebracht
wurde. Die Stoßabsorptionsraten
des Prüfstücks 2,
die durch die obige Gleichung (1) erhalten wurden, sind in 6 gezeigt.
Wie in 6 gezeigt, konnten, selbst wenn das Prüfstück 2 aus
dem stoßabsorbierenden
Material wie z. B. einem Schaummaterial aus Polypropylen bestand,
die Stoßabsorptionsraten
des Prüfstücks 2 in
Bezug auf die jeweiligen Winkel, in die der Hammer 24 nach
oben geschwenkt war, erhalten werden.
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[Ausführungsform
2]
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Als
nächstes
wird die schematische Konstruktion eines Stoßprüfgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform
mit Bezug auf 7 bis 9 beschrieben.
Hier bezeichnen in der folgenden Beschreibung dieselben Bezugszeichen
wie in der Konstruktion oder dergleichen des Stoßprüfgeräts 1 in der ersten
Ausführungsform,
die in 1 bis 4 gezeigt ist, dieselben oder äquivalente
Teile wie in der Konstruktion oder dergleichen des Stoßprüfgeräts 1 in
der ersten Ausführungsform.
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Die
schematische Konstruktion und Steuerkonstruktion eines Stoßprüfgeräts in der
zweiten Ausführungsform
sind fast gleich zu jenen des Stoßprüfgeräts 1 in der ersten
Ausführungsform.
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Wie
in 7 bis 9 gezeigt, ist jedoch ein Stoßprüfgerät 51 in
der zweiten Ausführungsform von
der Konstruktion des Stoßprüfgeräts 1 in
der ersten Ausführungsform
insofern verschieden, als die Haltevorrichtung 3 mit dem
daran befestigten Kraftsensor 5 und die Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4, die
das Stoßprüfgerät 1 in
der ersten Ausführungsform
konstruieren, in einem Wärmeisolationsgehäuse 54 eines
Thermo-Hygrostats 52 als
Temperaturbeibehaltungsvorrichtung und Luftfeuchtigkeitsbeibehaltungsvorrichtung
angeordnet sind.
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Wie
in 7 und 8 gezeigt, ist der Thermo-Hygrostat 52 konstruiert
aus: dem Wärmeisolationsgehäuse 54 mit
einer quadratischen Öffnung 53 an
der vorderen Oberfläche;
einer Wärmeisolationstür 55,
die drehbar durch den Endabschnitt auf einer Seite der Öffnung 53 abgestützt ist,
so dass sie schwenken kann und die Öffnung 53 schließen kann, und
so montiert ist, dass sie frei geöffnet oder geschlossen werden
kann; und einer Kühleinheit 56,
die unter dem Wärmeisolationsgehäuse 54 angeordnet ist.
In der Rückseite
des Wärmeisolationsgehäuses 54 sind
ferner angeordnet: ein Befeuchter 58 mit Wasser, das von
einem Wasserzuführungstank 57 zugeführt wird,
der an der Vorderseite der Kühleinheit 56 angeordnet
ist; eine Kühl-Entfeuchtungsvorrichtung 59,
die über
dem Befeuchter 58 angeordnet ist und durch die Kühleinheit 56 gekühlt wird;
eine Heizvorrichtung 60, die über der Kühl-Entfeuchtungsvorrichtung 59 angeordnet
ist; und ein Gebläse 61,
das über
der Heizvorrichtung 60 angeordnet ist. Überdies sind ein Luftfeuchtigkeitssensor
und ein Temperatursensor (beide nicht gezeigt) nahe der Ausstoßöffnung des
Gebläses 61 angeordnet.
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Ferner
ist ein Beobachtungsfenster 62 im unteren zentralen Abschnitt
der Seitenwand des Wärmeisolationsgehäuses 54 ausgebildet
und daher kann die Auslenkung des Prüfstücks 2, das durch die Haltevorrichtung 3 gehalten
wird, die im Wärmeisolationsgehäuse 54 angeordnet
ist, durch das Beobachtungsfenster 62 beobachtet werden.
Noch ferner ist eine Schutzplatte 64, die aus einer klaren
Acrylplatte oder dergleichen gebildet ist und ein vertikal lang
gestrecktes Durchgangsloch aufweist, das fast in der Mitte ausgebildet
ist und fast in einem Quadrat ausgebildet ist, außerhalb
des Beobachtungsfensters 62 vorgesehen. Die Hochgeschwindigkeitskamera 6 und
eine Beleuchtungsvorrichtung 66 sind außerhalb der Schutzplatte 64 angeordnet.
Damit kann die Auslenkung des Prüfstücks 2,
das durch die Haltevorrichtung 3 gehalten wird, beobachtet
werden.
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Ferner
ist eine Drahtauszugsöffnung 67,
die zum Herausziehen von Drähten
vom Elektromagneten 25 der Stoßbeaufschlagungsvorrichtung 4,
vom Geschwindigkeitsmesser 33 und vom Kraftsensor 5, die
im Wärmeisolationsgehäuse 54 angeordnet
sind, verwendet wird, auf der Seite des Beobachtungsfensters 62 vorgesehen.
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Noch
ferner ist ein Betriebsteil 68, der mit einer Steuerschaltung
(nicht dargestellt) zum Antreiben und Steuern der Kühleinheit 56,
des Befeuchters 58, der Kühl-Entfeuchtungsvorrichtung 59,
der Heizvorrichtung 60 und des Gebläses 61 versehen ist,
auf der rechten Seite der Wärmeisolationstür 55 vorgesehen
und kann die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Wärmeisolationsgehäuse 54 auf
eine vorbestimmte Temperatur und auf eine vorbestimmte Luftfeuchtigkeit
einstellen. Hier kann im Thermo-Hygrostat 52 die Temperatur
im Wärmeisolationsgehäuse 54 auf eine
willkürliche
Temperatur innerhalb eines Bereichs von –40°C bis 100°C eingestellt werden und die Luftfeuchtigkeit
im Wärmeisolationsgehäuse 54 kann
auf eine willkürliche
Luftfeuchtigkeit innerhalb eines Bereichs von 0 % bis 100 % eingestellt
werden.
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Wie
in 9 gezeigt, sind noch ferner der Geschwindigkeitssensor 34,
der vor dem Prüfstück 2 vorgesehen
ist, und der Geschwindigkeitsmesser 33, der mit dem Geschwindigkeitssensor 34 verbunden ist,
im Wärmeisolationsgehäuse 54 angeordnet.
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Wie
in 9 gezeigt, ist noch ferner die Ausgabevorrichtung 7 zum
Ausgeben einer Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
außerhalb des
Wärmeisolationsgehäuses 54 angeordnet
und ist konstruiert aus: dem ersten Steuerabschnitt 32 zum Ausgeben
eines Auslenkungsdetektionssignals (Bildsignals) von der Hochgeschwindigkeitskamera 6,
die als Auslenkungsdetektiervorrichtung dient; dem Synchronisationsabschnitt
zum Synchronisieren eines Signals vom Kraftsensor 5, der
als Stoßkraftabtastvorrichtung
dient, mit einem Auslenkungsdetektionssignal (Bildsignal) vom ersten
Steuerabschnitt 32; und dem zweiten Steuerabschnitt 30,
der ein Bild des Auslenkungsdetektionssignals (Bildsignals) vom
ersten Steuerabschnitt 32 analysiert, eine Auslenkung durch
die Dicke des Prüfstücks 2,
wenn keine Last auf dieses aufgebracht wird, dividiert, um eine
Verformung zu berechnen, ein Signal vom Kraftsensor 5, das
durch den Synchronisationsabschnitt 35 synchronisiert wird,
analysiert, und eine Stoßkraft
berechnet, die Stoßkraft
durch die Fläche
einer solchen Oberfläche
des Prüfstücks 2,
die an der Trageplatte 28 anliegt, dividiert, um eine Stoßbelastung
zu berechnen, und eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
ausgibt. Hier wird die Synchronisation zwischen dem Signal vom Kraftsensor 5 und dem
Auslenkungsdetektionssignal (Bildsignal) vom ersten Steuerabschnitt 32 durch
die gleichzeitige Detektion der jeweiligen Signale durch den ersten
Steuerabschnitt 32 und den Synchronisationsabschnitt 35 zum
Zeitpunkt eines Signals vom Geschwindigkeitsmesser 33 erreicht,
das ausgegeben wird, wenn der Hammer 24 vor dem Geschwindigkeitssensor 34 vorbeigeht,
der vor dem Prüfstück 2 angeordnet
ist.
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Als
nächstes
wird ein Stoßprüfverfahren
unter Verwendung des Stoßprüfgeräts 51,
das in der vorstehend beschriebenen Weise konstruiert ist, beschrieben.
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(Halteschritt)
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Zuerst
wird das Prüfstück 2 nicht
zwischen die Fixieraufspannvorrichtung 11 und das Presselement 12 der
Haltevorrichtung 3, die im Wärmeisolationsgehäuse 54 angeordnet
ist, eingefügt,
sondern nur die aus Acrylharz bestehende Trageplatte 28 wird eingefügt. Dann
wird die Basis 13 zur Seite der Fixieraufspannvorrichtung 11 durch
den Hebel 14 verschoben, wodurch sie mit der Trageplatte 28 in
fast engen Kontakt gebracht wird und dann vorübergehend dort fixiert wird.
Als nächstes
wird die Basis 13 durch die Pressdruckeinstelleinheit 16 fein
eingestellt, um die Fixieraufspannvorrichtung 11 mit der Trageplatte 28 in
engen Kontakt zu bringen. Zu dieser Zeit wird ein in der Pressdruckeinstelleinheit 16 vorgesehener
Speicher zurückgesetzt
und die Position des Presselements 12 wird zu einem Basispunkt gemacht.
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Als
nächstes
wird die Dicke des Prüfstücks 2 vorher
im Raum gemessen. Dann wird die Pressdruckeinstelleinheit 16 eingestellt,
um das Presselement 12 vom Basispunkt um die Dicke des
Prüfstücks 2 zu
bewegen, um das Prüfstück 2 zwischen die
Fixieraufspannvorrichtung 11 und die Trageplatte 28 einzusetzen.
Zu diesem Zeitpunkt wird im Fall des Einsetzens des Prüfstücks 2,
das aus einem stoßabsorbierenden
Material besteht, das aus einem Schaummaterial, einem viskoelastischen
Material oder einer Kombination dieser Materialien besteht, und
einen Stoß dämpft und
absorbiert, wenn der Stoß auf
das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, in der Haltevorrichtung 3 ein Pressdruck eingestellt,
während das
Messgerät
der Pressdruckeinstelleinheit 16 geprüft wird und die Dicke des Prüfstücks 2 berücksichtigt
wird. In dieser Weise kann das Prüfstück 2 mit einer Kompressionsrate
nahe einer Kompressionsrate im tatsächlichen Zustand der Anordnung
eines Produkts fixiert werden. Wenn ein Klebemittel oder dergleichen
auf einen Abschnitt oder die ganze eine Oberfläche des Prüfstücks 2 aufgebracht
wird, kann ferner das Prüfstück 2 an
der Fixieraufspannvorrichtung 11 angeordnet werden und
kann daher an der Fixieraufspannvorrichtung 11 mit Zuverlässigkeit
befestigt werden. Nachdem das Prüfstück 2 eingesetzt ist,
wird dann der Schalter des Elektromagneten 25, der an einem
Ende des Arms 21 vorgesehen ist, eingeschaltet und der
Hammer 24 wird am Arm 21 fixiert und durch diesen
gehalten. Dann wird der Arm 21 in einen willkürlichen
vorbestimmten Winkel aufwärts geschwenkt
und dort fixiert.
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(Temperaturbeibehaltungsschritt und Luftfeuchtigkeitsbeibehaltungsschritt)
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Nachdem
der Arm 21 in den willkürlichen vorbestimmten
Winkel gesetzt ist, wird dann die Wärmeisolationstür 55 geschlossen
und dann werden die Solltemperatur und die Sollluftfeuchtigkeit
des Thermo-Hygrostats 52 auf eine vorbestimmte Temperatur und
auf eine vorbestimmte Luftfeuchtigkeit durch den Betriebsteil 68 eingestellt
und er wird für
eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise ungefähr von 30 Minuten bis zwei
Stunden) betrieben. Damit kann die Temperatur des Prüfstücks 2 mit
Zuverlässigkeit
auf die Solltemperatur eingestellt werden und das Prüfstück 2 kann
in der Atmosphäre
der Sollluftfeuchtigkeit gehalten werden.
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(Stoßbeaufschlagungsschritt)
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Anschließend wird
der Schalter des Elektromagneten 25 ausgeschaltet, um den
Hammer 24 mit der Trageplatte 28, die durch die
Haltevorrichtung 3 gehalten wird, zur Kollision zu bringen
(siehe 9).
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(Detektionsschritt)
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Überdies
wird eine Stoßkraft
zu diesem Zeitpunkt durch den Kraftsensor 5 gemessen.
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Hier
wird die Fixieraufspannvorrichtung 11 mit der Trageplatte 28 in
engen Kontakt gebracht, bevor das Prüfstück 2 zwischen sie
eingefügt
wird, und dann wird der Hammer 24 ebenso mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht und eine Stoßkraft
wird zu diesem Zeitpunkt gemessen. Dann kann die Stoßabsorptionsrate
(%) des Prüfstücks 2 in
der Atmosphäre der
jeweiligen Solltemperaturen und Sollluftfeuchtigkeiten durch Berechnen
der vorstehend beschriebenen Gleichung (1) gemessen werden.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren zum Messen der Auslenkung des Prüfstücks 2,
wenn der Hammer 24 mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht wird, beschrieben.
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Die
auf das Prüfstück 2 aufgebrachte
Stoßkraft
wird durch das vorstehend beschriebene Verfahren durch den Kraftsensor 5 abgetastet,
wenn der Hammer 24 mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht wird. Ein Signal vom Kraftsensor 5 wird
in den Synchronisationsabschnitt 35 eingegeben. Andererseits
wird die Auslenkung des Prüfstücks 2 zu
diesem Zeitpunkt durch das Beobachtungsfenster 62 hindurch
von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 aufgenommen und ein
Bildaufnahmesignal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 wird
in den Synchronisa tionsabschnitt 35 über den ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben.
Hier wird die Synchronisation zwischen dem Signal vom Kraftsensor 5 und
dem Signal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 durch den
Synchronisationsabschnitt 35 in der folgenden Weise erreicht:
wie in 9 gezeigt, wird, wenn der Hammer 24 am
Geschwindigkeitssensor 34, der direkt vor der Haltevorrichtung 3 angeordnet
ist, vorbeigeht, ein Signal vom Geschwindigkeitsmesser 33 ausgesandt, wodurch
es in den ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben wird, und
gleichzeitig wird ein Synchronisationssignal in den Synchronisationsabschnitt 35 über den
ersten Steuerabschnitt 32 eingegeben; zum Zeitpunkt des
Signals vom Geschwindigkeitsmesser 33 startet die Hochgeschwindigkeitskamera 6 dann
die Aufnahme eines Bildes und der Synchronisationsabschnitt 35 beginnt
das Aussenden des Signals des Kraftsensors 5; damit werden
die Aufnahme des Bildes durch die Hochgeschwindigkeitskamera 6 und das
Messen der Stoßkraft
durch den Kraftsensor 5 gleichzeitig gestartet und daher
kann die Auslenkung des Prüfstücks 2 zu
jedem Messzeitpunkt synchron mit der auf das Prüfstück 2 aufgebrachten
Stoßkraft in
der Atmosphäre
der Solltemperatur und der Sollluftfeuchtigkeit gemessen werden.
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(Ausgabeschritt)
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Dann
werden das Signal vom Kraftsensor 5 und das Bildaufnahmesignal
von der Hochgeschwindigkeitskamera 6, die durch den Synchronisationsabschnitt 35 miteinander
synchronisiert werden, in den zweiten Steuerabschnitt 30 eingegeben.
In diesem zweiten Steuerabschnitt 30 wird das Signal vom Kraftsensor 5 in
eine Stoßkraft
umgesetzt und das Bildaufnahmesignal von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 wird
einer Bildverarbeitung unterzogen, wodurch es in eine Auslenkung
umgesetzt wird. Hier wird die Umsetzung des Bildaufnahmesignals
von der Hochgeschwindigkeitskamera 6 in die Auslenkung
durch die Bildverarbeitung durch Umsetzen des Weges einer Markierung,
die auf die Stirnfläche
des Prüfstücks 2 oder
die Trageplatte 28 gesetzt ist, in Ziffern durchgeführt.
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Ferner
erfasst der zweite Steuerabschnitt 30 Daten der Stoßkraft und
der Auslenkung zu jedem Messzeitpunkt und dividiert dann die Stoßkraft durch die
Fläche
einer solchen Oberfläche
des Prüfstücks 2,
die an der Trageplatte 28 anliegt, und dividiert die Auslenkung
durch die Dicke des Prüfstücks, wenn keine
Last auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, wodurch er eine Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
in der Atmosphäre
der Solltemperatur und Sollluftfeuchtigkeit ausgeben kann. Wenn
der zweite Steuerabschnitt 30 beispielsweise aus einem Personalcomputer
oder dergleichen mit einem Flüssigkristallanzeigebildschirm
konstruiert ist, kann die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
in der Atmosphäre
der Solltemperatur und Sollluftfeuchtigkeit auf dem Flüssigkristallanzeigebildschirm angezeigt
werden.
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In
dieser Weise kann die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
in der Atmosphäre
der Solltemperatur und Sollluftfeuchtigkeit ausgegeben werden. Selbst
wenn das Prüfstück 2 beispielsweise
aus einem Schaummaterial, einem viskoelastischen Material oder einer
Kombination dieser Materialien besteht, d. h. aus einem stoßabsorbierenden
Material besteht, das eine Stoßkraft
dämpft oder
absorbiert, wenn die Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 aufgebracht
wird, kann das Stoßprüfgerät 51 daher eine
Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
ausgeben, wenn eine Stoßkraft
auf das Prüfstück 2 in
der Atmosphäre
der willkürlichen
Solltemperatur und Sollluftfeuchtigkeit aufgebracht wird. Gleichzeitig kann
das Stoßprüfgerät 51 überdies
auch die Stoßabsorptionsrate
des Prüfstücks 2 in
der Atmosphäre der
willkürlichen
Solltemperatur und Sollluftfeuchtigkeit ausgeben.
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Hier
wird ein Beispiel einer Stoßprüfung beschrieben,
die an einem Prüfstück 2 durchgeführt wurde,
das aus einem Schaummaterial bestand, das aus Polypropylen bestand,
und in das Stoßprüfgerät 51 mit
der obigen Konstruktion bei Solltemperaturen von –20°C, +20°C und +60°C und bei
einer Sollluftfeuchtigkeit von 60 % eingesetzt wurde.
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Dieses
Prüfstück 2 wurde
aus einem stoßabsorbierenden
Material ausgeschnitten, das aus einem Schaummaterial aus Polypropylen
bestand, so dass es eine Größe von 20
mm × 20
mm × 1
mm aufwies, und wurde dann durch die Haltevorrichtung 3 über die
Trageplatte 28, die aus Acrylharz bestand und eine Größe von 90
mm × 80
mm × 3
mm aufwies, gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Presselement 12 geringfügig vom
Basispunkt einwärts
gepresst, um das Prüfstück 2 in
einem Zustand zu halten, in dem das Prüfstück 2 um 30 % in der
Dickenrichtung komprimiert wurde.
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Dann
wurde der Hammer 24 in einen Zustand versetzt, in dem der
Hammer 24 in 45° in
Bezug auf die Stützsäule 20 aufwärts geschwenkt
war, und wurde dann bei den Solltemperaturen von –20°C, +20°C und +60°C und bei
der Sollluftfeuchtigkeit von 60 % für ungefähr eine Stunde belassen. Dann
wurde der Hammer 24 vom Arm 21 getrennt, wodurch
er mit der Trageplatte 28 zur Kollision gebracht wurde.
Zu dieser Zeit wurde das Auslenkungsbild des Prüfstücks 2 auf einer erforderlichen
Basis durch die Hochgeschwindigkeitskamera 6 (beispielsweise
FASTCAM, die von Photron hergestellt wird) aufgenommen.
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Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurven 71, 72 und 73,
die unter den vorstehend beschriebenen Prüfbedingungen bei den Solltemperaturen
von –20°C, +20°C und +60°C und bei
der Sollluftfeuchtigkeit von 60 % erhalten wurden, sind in 10 gezeigt.
Wie in 10 gezeigt, konnten, selbst
wenn das Prüfstück 2 aus
dem stoßabsorbierenden
Material wie z. B. einem Schaummaterial aus Polypropylen bestand,
die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurven 71, 72 und 73 bei
den Solltemperaturen von –20°C, +20°C und +60°C und bei
der Sollluftfeuchtigkeit von 60 % erhalten werden.
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Hier
ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf die vorstehend
beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen begrenzt, sondern
kann verschiedenartig verbessert und modifiziert werden, ohne vom
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den
beigefügten
Ansprüchen
dargelegt ist. Die Erfindung kann beispielsweise folgendermaßen modifiziert
werden.
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[Ausführungsform
3]
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Wie
in 11 gezeigt, wird anstelle des Messens der Auslenkung
des Prüfstücks 2 unter
Verwendung der vorstehend beschriebenen Hochgeschwindigkeitskamera 6 beispielsweise
ein Beschleunigungssensor 81 in einer Position nahe einem
Abschnitt befestigt, an dem der Hammer 24 mit der Trageplatte 28 zur
Kollision gebracht wird, und eine Beschleunigung, wenn der Hammer 24 mit
der Trageplatte 28 zur Kollision gebracht wird, wird zweimal
integriert. Damit kann die Auslenkung des Prüfstücks 2 auch gefunden
werden.
-
[Ausführungsform
4]
-
Wie
in 12 gezeigt, wird anstelle des Messens der Auslenkung
des Prüfstücks 2 unter
Verwendung der vorstehend beschriebenen Hochgeschwindigkeitskamera 6 eine
Metallfolie 82 an der Trageplatte 28 angeordnet
und ein Laser wird auf die Metallfolie 82 von einem Laser-Doppler-Schwingungsmesser
aufgebracht, um die Metallfolie in Schwingung zu versetzen. Damit
kann die Auslenkung des Prüfstücks 2 auch
durch die Schwingung der Metallfolie 82 gemessen werden.
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[Ausführungsform
5]
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Ferner
wurden in den obigen ersten und zweiten Ausführungsformen Fälle, in
denen das Prüfstück 2 über die
Trageplatte 28 gehalten wird, als Beispiele beschrieben.
Eine Stoßkraft
wird jedoch beispielsweise gleichmäßig auf die ganze Oberfläche des
Prüfstücks 2,
das aus einem stoßabsorbierenden Material
eines Schaummaterials, eines viskoelastischen Materials oder einer
Kombination dieser Materialien besteht, unter Verwendung eines blockförmigen Teils
als Hammer 24 aufgebracht, ohne die Trageplatte 28 zu
verwenden. Damit können
die Stoßbelastungs-Verformungs-Eigenschaftskurve
und die Stoßabsorptionsrate
des Prüfstücks 2 auch
erhalten werden.