JP2980968B2 - Viscoelastic body stress measuring device - Google Patents

Viscoelastic body stress measuring device

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JP2980968B2
JP2980968B2 JP2302758A JP30275890A JP2980968B2 JP 2980968 B2 JP2980968 B2 JP 2980968B2 JP 2302758 A JP2302758 A JP 2302758A JP 30275890 A JP30275890 A JP 30275890A JP 2980968 B2 JP2980968 B2 JP 2980968B2
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Japan
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die
sample
sample chamber
stress
torque
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茂喜 小野
耕作 大谷
登 塚原
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Bridgestone Corp
Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd
Original Assignee
Bridgestone Corp
Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ゴム等の粘弾性物質に連続的に剪断を与え
たときに発生する応力を測定する応力測定装置に関し、
特に試料のセット及び試験後の試料の除去、廃棄を自動
的に行うことができる応力測定装置に関するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stress measuring device for measuring a stress generated when a viscoelastic substance such as rubber is continuously sheared,
In particular, the present invention relates to a stress measuring device capable of automatically setting a sample and removing and discarding the sample after the test.

(従来の技術) ゴム製品の性能は、原料及び配合ゴムの性質、特に、
その可塑性、粘性、弾性などによって大きな影響を受け
る。従って、エラストマ単体やゴム組成物の製造、評
価、及び研究開発を行うにあたっては、材料となる物質
の性質を測定し、その加工性について正確な情報を得る
ことが必要である。
(Prior art) The performance of rubber products depends on the properties of raw materials and compounded rubber,
It is greatly affected by its plasticity, viscosity and elasticity. Therefore, when manufacturing, evaluating, and conducting research and development of an elastomer alone or a rubber composition, it is necessary to measure the properties of a substance serving as a material and obtain accurate information on the workability thereof.

ゴム等の粘弾性物質の粘性を測定する装置として、約
60年前にM.Mooneyによって考案された回転円盤粘度計が
ある。この装置は、ゴムのようなエラストマの加工性の
指標を得るために使用され、現在もゴム業界に広く普及
している。ASTM,ISO等全世界で規格されており、日本で
もJIS K6300の中で、未加硫ゴム物理試験法としてムー
ニー粘度計を用いて物性測定することが規格化されてい
る。
As a device for measuring the viscosity of viscoelastic substances such as rubber,
There is a rotating disk viscometer invented by M. Mooney 60 years ago. This device is used to obtain an index of the processability of an elastomer such as rubber, and is still widely used in the rubber industry. ASTM, ISO, etc. are standardized all over the world. In Japan, JIS K6300 standardizes the measurement of physical properties using a Mooney viscometer as an unvulcanized rubber physical test method.

(発明が解決しようとする課題) ムーニー粘度計はいわゆるロータータイプであり、第
13図(a)に示すように、電動機によって駆動されるロ
ータ101と試験片とを上下ダイ102a,102bにより画成され
る中空の円筒形試料室103内部に入れ、ロータ101を一方
向に回転させてロータのシャフト101aに作用する反トル
クを測定するように構成されている。このムーニー粘度
計は広く一般に普及しており、年々改良されてきてはい
るが、ロータを使用するという点では変わりなく、この
ためローターシャフトの曲がりにより、測定データに
バラツキが生ずる、通常、ムーニー粘度計は、作業性
を鑑みて予熱などの必要性から一台の試験機で少なくと
も2個以上のロータを使用しているため、ロータどうし
のバラツキにより測定データにバラツキが生ずる、特
に、ムーニースコーチ試験を行う際には、試験終了後に
試料をロータから取り外すための工程で、ロータの側面
及び表面が傷付くため、測定データにバラツキが生じ
る、ロータシャフトをシールしているOリングの老化
や摩擦力が原因で測定データにバラツキが生じる、など
の問題点があった。このため、ロータを含めた、試験機
の管理工数を上げることによって、測定データの精度を
保つようにしている。
(Problems to be solved by the invention) The Mooney viscometer is a so-called rotor type,
13 (a), a rotor 101 driven by an electric motor and a test piece are put into a hollow cylindrical sample chamber 103 defined by upper and lower dies 102a and 102b, and the rotor 101 is rotated in one direction. Then, the reaction torque acting on the rotor shaft 101a is measured. This Mooney viscometer is widely used and widely used, and has been improved year by year.However, there is no change in the use of a rotor, and therefore, the measurement data varies due to the bending of the rotor shaft. The meter uses at least two or more rotors in one tester because of the necessity of preheating etc. in consideration of workability, so that the measurement data varies due to the variation between rotors, especially the Mooney scorch test. When performing the test, the side and surface of the rotor are damaged in the process of removing the sample from the rotor after the end of the test, and the measurement data will vary. The aging and frictional force of the O-ring sealing the rotor shaft will occur. As a result, there is a problem that the measurement data varies. For this reason, the accuracy of the measurement data is maintained by increasing the number of man-hours required for the testing machine including the rotor.

また、試料の加工性を評価するためにムーニー試験機
で測定したロータの回転数とロータシャフトに作用する
反トルクのデータを剪断速度(γ)と剪断応力(s)に
換算する手法が行われている。この場合、ロータの回転
がスリップすることなく確実に試料に剪断を与え、試料
に作用する剪断応力を正確に反トルクとして検出する必
要がある。第13図(b)は第13図(a)に示すムーニー
粘度計の試料にかかる剪断速度(γ)を示すグラフであ
り、横軸はロータ中心からの距離(r)を示す。試料室
103の中に収容した試料を第13図(c)に符号a,b,cで示
すように特徴的な領域に分けて、各領域について別々に
剪断速度及び剪断応力を測定するようにする。剪断速度
γは、第13図(c)に示す領域aの試料にかかる剪断
速度、γは領域bの試料にかかる剪断速度である。上
下ダイの内側面及びロータの全外周面にスリップ止めの
溝加工が施されているので、ロータの回転は確実に試料
に剪断を与え、これによって試料に発生する剪断応力は
ロータシャフト101aに反トルクとして伝達される。しか
しながら、第13図に示す装置では、領域cの試料につい
ては剪断速度の適当な計算式がなく、また、この部分の
試料はロータと直接接触しないので、トルクへの直接寄
与しないものと見なされ、この領域の試料の剪断応力を
検出することができないという欠点があった。
In addition, in order to evaluate the workability of the sample, a method of converting data on the number of rotations of the rotor and the counter torque acting on the rotor shaft measured by a Mooney tester into a shear rate (γ) and a shear stress (s) has been performed. ing. In this case, it is necessary to reliably apply a shear to the sample without slippage of the rotation of the rotor, and to accurately detect a shear stress acting on the sample as a counter torque. FIG. 13 (b) is a graph showing the shear rate (γ) applied to the sample of the Mooney viscometer shown in FIG. 13 (a), and the horizontal axis represents the distance (r) from the center of the rotor. Sample room
The sample accommodated in 103 is divided into characteristic regions as shown by symbols a, b, and c in FIG. 13 (c), and the shear rate and the shear stress are separately measured for each region. The shear rate γ a is the shear rate applied to the sample in the area a shown in FIG. 13 (c), and γ b is the shear rate applied to the sample in the area b. Since the inner surfaces of the upper and lower dies and the entire outer peripheral surface of the rotor are provided with anti-slip grooves, the rotation of the rotor reliably applies shear to the sample, thereby causing the shear stress generated in the sample to be opposite to the rotor shaft 101a. It is transmitted as torque. However, in the apparatus shown in FIG. 13, there is no appropriate calculation formula of the shear rate for the sample in the region c, and since the sample in this portion does not directly contact the rotor, it is considered that it does not directly contribute to the torque. However, there is a disadvantage that the shear stress of the sample in this region cannot be detected.

これらの問題点を解決すべく、本出願人は特願平2−
73245号において、ローターレスの粘弾性体の応力測定
装置を提案しているが、試験を終了した試料がまだ未加
硫状態の場合が多く、試料の装置への自動脱着が困難で
あった。
In order to solve these problems, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. Hei.
No. 73245 proposes a rotorless viscoelastic body stress measuring device, but the sample after the test is often still in an unvulcanized state, and it has been difficult to automatically detach the sample from the device.

この点に関し、特開昭60−120253号公報で硬化度試験
装置において試料のセット及び試験後の試料の除去を自
動的に行うシステムが開示されているが、このシステム
を粘性成分の大きい未加硫状態又は半加硫状態のゴム等
に応用しようとしても、このシステムで対象としている
試験終了後の試料が完全に硬化した状態と未加硫状態又
は半加硫状態の差があるため、試験後の試料の排出が困
難となる問題があった。
In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-120253 discloses a system for automatically setting a sample and removing the sample after the test in a curing degree test apparatus. Even if the system is applied to vulcanized or semi-vulcanized rubber, etc., there is a difference between the completely cured sample and the unvulcanized or semi-vulcanized state after the test, which is the subject of this system, There is a problem that it is difficult to discharge the sample later.

本発明の目的は上述した課題を解消して、試料の状態
にかかわらず粘弾性体の応力を自動的に測定することの
できる粘弾性体の応力測定装置を提供しようとするもの
である。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a viscoelastic body stress measuring device capable of automatically measuring the stress of a viscoelastic body regardless of the state of a sample.

(課題を解決するための手段) 本発明の粘弾性体の応力測定装置は、同軸上に互いに
対向する位置にあり応力を測定すべき粘弾性体を収容す
る試料室の一部を画成する上部ダイ及び下部ダイと、該
上部ダイと下部ダイとのいずれか一方に回転運動を与え
る機構とを具え、他方のダイにかかる反トルクを検出す
る応力測定装置において、トルクを検出する側のダイの
外周に外筒ダイを設け、該外筒ダイの前記試料室の一部
を画成する面に試料とのスリップ止め加工を施し、回転
する側のダイの直径を前記外筒ダイの直径より大きいも
のとし、前記回転する側のダイの外周に固定ダイを設
け、前記固定ダイの内側面の一部が前記試料室の側面を
画成するように構成するとともに、前記外筒ダイの外周
であって、前記試料室と連通する位置に複数の対向溝を
設け、かつ前記試料室への試料の供給及び排出、廃棄を
自動的に行う試料の脱着装置を有することを特徴とする
ものである。
(Means for Solving the Problems) The stress measuring device for a viscoelastic body of the present invention defines a part of a sample chamber that accommodates a viscoelastic body whose stress is to be measured and that is coaxially opposed to each other. A stress measuring device comprising an upper die and a lower die, and a mechanism for imparting a rotational motion to one of the upper die and the lower die, and detecting a torque on the other die; An outer cylinder die is provided on the outer periphery of the outer cylinder die, and a surface defining a part of the sample chamber of the outer cylinder die is subjected to a slip prevention process with the sample, and the diameter of the rotating die is made larger than the diameter of the outer cylinder die. To be large, a fixed die is provided on the outer periphery of the die on the rotating side, and a part of the inner surface of the fixed die is configured to define a side surface of the sample chamber. And a plurality of positions in communication with the sample chamber. The apparatus is characterized in that it has an opposing groove and a sample desorption device for automatically supplying, discharging, and discarding the sample to and from the sample chamber.

(作 用) 上述した構成において、外筒ダイの外周又は外筒ダイ
の外側の固定ダイの内周又はその両方にまたがって複数
の対向溝を設ける事で、必ず外筒ダイのある方へ試験終
了後のサンプルが残る事を確認した。又、はみ出しゴム
に於いても外筒ダイ側の方が接触面積が大きくなる様に
設定していると、試験終了後の試料と同様外筒ダイ側に
残る事が確認された。試験終了後の試料の脱着装置に於
いては、その試験終了後の試料が未加硫状態の為試料排
出つかみ具をトルク検出ダイより大きい面積を持った板
状とする事で、上記試料を試験機に残す事なく排出する
事が可能になったのである。
(Operation) In the above-described configuration, by providing a plurality of opposing grooves over the outer periphery of the outer die or the inner periphery of the fixed die outside the outer die, or both, the test is always performed toward the outer die. It was confirmed that the sample after the completion was left. Also, it was confirmed that, when the contact area of the protruded rubber was set to be larger on the outer cylinder die side, the rubber remained on the outer cylinder die side similarly to the sample after the test. In the sample desorption device after the test is completed, the sample after the test is in an unvulcanized state. It became possible to discharge without leaving the test machine.

特開昭60−120253号公報に記載されている好ましい条
件の環状の傾斜構を外筒ダイ側に設けた場合は、試験終
了後の試料が未加硫状態又は半加硫状態である事もあっ
て、上記つかみ具を使用した場合でも粘着力が強すぎて
脱着が不可能である。又、更に凹側の試料室の底面を構
成するダイを深さがゼロ方向に移動できる構造にする事
で、さらに未加硫状態の試料の脱着を容易にする。
When an annular inclined structure with favorable conditions described in JP-A-60-120253 is provided on the outer cylinder die side, the sample after the test may be in an unvulcanized state or a semi-vulcanized state. Therefore, even when the above-mentioned gripping tool is used, the adhesive force is too strong to be detachable. Further, by making the die constituting the bottom surface of the sample chamber on the concave side movable in the direction of zero depth, the unvulcanized sample can be further easily attached and detached.

本発明は粘着する試料の自動排出と廃棄を解決して予
め組込んだプログラムシーケンスにより、試料の供給−
試験−試料排出−試料の廃棄の一連動作を全自動化する
ことを可能としている。
The present invention solves the automatic discharge and disposal of a sticky sample and supplies the sample by a program sequence pre-installed.
It is possible to fully automate a series of operations of test-sample discharge-sample disposal.

(実施例) 以下、実際の例について説明する。(Example) Hereinafter, an actual example will be described.

まず、本願発明の応力測定装置の要部は、第1図
(a)に示すように同軸線上に互いに対向する位置にあ
り応力を測定すべき粘弾性体を収容する試料室の一部を
画成する上部ダイ81及び下部ダイ82と、該上部ダイと下
部ダイとのいずれか一方(第1図では上部ダイ)に回転
運動を与える機構とを具え、他方のダイ(第1図では下
部ダイ)にかかる反トルクを検出する応力測定装置にお
いて、トルクを検出する側のダイ82の外周に外筒ダイ83
を設け、該外筒ダイ83の前記試料室の一部を画成する面
に試料とのスリップ止め加工を施し、回転する側のダイ
81の直径を前記外筒ダイ83の直径より大きいものとし、
前記回転する側のダイ81の外周に固定ダイ17を設け、前
記固定ダイ17の内側面の一部が前記試料室の側面を画成
するように構成している。なお、第1図(a)におい
て、84は固定ダイ、86は外筒ダイ83とトルクを検出する
側のダイ82との間に配置されたシールである。
First, as shown in FIG. 1 (a), a main part of the stress measuring device of the present invention is located at a position facing each other on a coaxial line and defines a part of a sample chamber for accommodating a viscoelastic body whose stress is to be measured. An upper die 81 and a lower die 82 to be formed, and a mechanism for imparting a rotational movement to one of the upper die and the lower die (the upper die in FIG. 1), and the other die (the lower die in FIG. 1). In the stress measuring device for detecting the anti-torque applied to the torque, the outer die 83 is attached to the outer periphery of the die 82 on the side for detecting the torque.
The surface of the outer cylindrical die 83 that defines a part of the sample chamber is subjected to slip prevention with the sample, and the die on the rotating side is provided.
The diameter of 81 is larger than the diameter of the outer die 83,
A fixed die 17 is provided on the outer periphery of the rotating die 81, and a part of the inner surface of the fixed die 17 is configured to define a side surface of the sample chamber. In FIG. 1 (a), reference numeral 84 denotes a fixed die, and reference numeral 86 denotes a seal disposed between the outer cylindrical die 83 and the die 82 on the torque detecting side.

また、第2図(a)に示すように、固定ダイ84の内周
に試料室と連通する対向溝115を設けている。この対向
溝115は、試験終了後試料室を開放した時常に試料が外
筒ダイ83側に残る様に設けられている。すなわち、試料
中の熱により試料の一部が対向溝115中に入り込み、耳
部を形成して試料と固定ダイ84とを連結しているため、
開放時試料を外筒ダイ83側に残すことができる。なお、
対向溝115の位置は、第2図(b)に示すように、固定
ダイ84の内周と外筒ダイ83の外周とにまたがって対向溝
115を設けることもできるが、いずれも検出ダイ82の上
の試料の剪断速度に影響を与えない位置に設ける必要が
ある。
Further, as shown in FIG. 2A, an opposed groove 115 communicating with the sample chamber is provided on the inner periphery of the fixed die 84. The facing groove 115 is provided so that the sample always remains on the outer die 83 side when the sample chamber is opened after the test. That is, a part of the sample enters the opposed groove 115 due to the heat in the sample, forming an ear portion and connecting the sample and the fixed die 84,
When opened, the sample can be left on the outer die 83 side. In addition,
As shown in FIG. 2 (b), the position of the opposed groove 115 extends over the inner periphery of the fixed die 84 and the outer periphery of the outer cylindrical die 83.
115 can be provided, but any of them must be provided on the detection die 82 at a position which does not affect the shear rate of the sample.

本実施例ではスリップ止め加工を施した下部ダイ82
(トルクを検出する側のダイ)の外周に、外筒ダイ83を
設け、この外筒ダイ83の試料室を画成している表面にス
リップ止め加工を施したこと、上部回転ダイ81の直径を
前記外筒ダイ83の直径よりも大きくしたこと、また、上
部固定ダイ17を回転しないように構成したことにより、
第1図(b)に示すようにトルクを検出する側のダイ
(第1図(a)では下部ダイ82)の外周近辺においても
試料とダイ表面との間に滑りが発生しないので、トルク
を検出する下部ダイの全域において試料にかかる剪断速
度の乱れが生じることがなくなる。したがって、試料厚
さ(h)、回転速度(ω)、下部ダイの半径(r)で定
まる剪断速度j(j=ωr/h)をそのまま試料に与えら
れることになる。
In the present embodiment, the lower die 82 which has
An outer cylinder die 83 is provided on the outer periphery of the (die for detecting torque), and the surface defining the sample chamber of the outer cylinder die 83 is subjected to slip prevention processing. That is larger than the diameter of the outer cylindrical die 83, and by configuring the upper fixed die 17 so as not to rotate,
As shown in FIG. 1 (b), no slippage occurs between the sample and the die surface near the outer periphery of the die for detecting torque (the lower die 82 in FIG. 1 (a)). Disturbance of the shear rate applied to the sample does not occur throughout the lower die to be detected. Therefore, a shear rate j (j = ωr / h) determined by the sample thickness (h), the rotation speed (ω), and the radius (r) of the lower die can be directly given to the sample.

本願発明の他の例は、第3図(a)に示すように、外
筒ダイ83を下部ダイ82とが、試料より受ける剪断応力に
よって同方向に同角度で回転変位するように構成してい
る。対向溝115の配置等は、上述した実施例と同様であ
る。すなわち、例えば第3図(a)においては、外筒ダ
イ83を肉厚tで長さlだけ下方へ延長させて基板42に固
定するように構成している。符号85は、固定ダイ84と外
筒ダイ83の間に配置されたシールである。上述の第1発
明の応力測定装置では、トルクを検出する下部ダイ82は
試料の剪断応力を受けて下部ダイ82からトルク検出器ま
でを構成する構造物の剛性値とトルク検出器の剛性値に
見合った回転変位を生じるが、このとき、第1図(a)
に示すように、外筒ダイ83が固定されていると、トルク
検出器には、下部ダイ82の回転変位に伴うシールの弾性
変形トルク又は、摩擦トルクを実際の値から減じた値が
検出されることになり、場合によっては正しい値が測定
できないことがある。そこで、第2発明の応力測定装置
では、第3図(a)に示すように試料より受ける剪断応
力により下部ダイ82が回転変位する角度と同角度で外筒
ダイ83が変位するように長さlと肉厚tを調整して剛性
値を合わせた外筒ダイ83を基板42に設置することによ
り、下部ダイ82と外筒ダイ83が同相で回転変位するの
で、シール86がトルクに与える影響を排除できる。した
がって、従来の装置のように試料のスリップの原因とな
るシールを試料室内へ大きく露呈する必要がなく、下部
ダイ82と外筒ダイ83との間隙を小さくし、かつ試料のス
リップを排除することができるため、より正確に剪断応
力を測定することができる。第3図(b)は第2発明の
応力測定装置にも於ける剪断速度とダイ半径方向の関係
を示したものである。
In another example of the present invention, as shown in FIG. 3 (a), an outer cylindrical die 83 is configured so that a lower die 82 is rotationally displaced at the same angle in the same direction by a shear stress received from a sample. I have. The arrangement and the like of the facing groove 115 are the same as in the above-described embodiment. That is, for example, in FIG. 3A, the outer cylindrical die 83 is configured to extend downward by the length 1 with the thickness t and to be fixed to the substrate 42. Reference numeral 85 denotes a seal disposed between the fixed die 84 and the outer die 83. In the stress measuring device of the first invention described above, the lower die 82 for detecting the torque receives the shear stress of the sample to obtain the stiffness value of the structure constituting from the lower die 82 to the torque detector and the stiffness value of the torque detector. A corresponding rotational displacement occurs, at this time, FIG. 1 (a)
As shown in the figure, when the outer cylinder die 83 is fixed, the torque detector detects a value obtained by subtracting the elastic deformation torque or the friction torque of the seal due to the rotational displacement of the lower die 82 from the actual value. In some cases, a correct value cannot be measured. Therefore, in the stress measuring device of the second invention, as shown in FIG. 3 (a), the length of the outer cylindrical die 83 is displaced by the same angle as the lower die 82 is rotationally displaced by the shear stress received from the sample. The lower die 82 and the outer cylinder die 83 are rotationally displaced in the same phase by installing the outer cylinder die 83 having the same rigidity value by adjusting the thickness l and the thickness t, so that the seal 86 affects the torque. Can be eliminated. Therefore, unlike the conventional apparatus, it is not necessary to largely expose the seal causing the slip of the sample into the sample chamber, thereby reducing the gap between the lower die 82 and the outer die 83 and eliminating the slip of the sample. Therefore, the shear stress can be measured more accurately. FIG. 3 (b) shows the relationship between the shear rate and the die radial direction in the stress measuring device of the second invention.

第4図(a)及び(b)は、上述した構成の試料室等
を適用した粘弾性体の応力測定装置の試料の脱着装置を
除く一実施例を示す断面図およびその平面図である。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are a cross-sectional view and a plan view showing an embodiment of the viscoelastic body stress measuring device to which the sample chamber or the like having the above-described configuration is applied, excluding a sample detaching device.

モータ1は垂直方向に移動可能な第1の基板2の上に
支持台3を介して設置されており、その回転はシャフト
4を介して、平歯車5に伝達される。平歯車5は更に第
1の基板2の中央部に垂直方向に移動可能に取り付けら
れたシャフト6の外周部に設けられた平歯車7と噛合し
ている。シャフト6はほぼ中空円筒形をなしており、下
部に突出部6aを有する。シャフト6の中空部には下端に
ヒータブロック9を取り付けた上部ダイホルダ8を収納
している。シャフト6の下端には更に上部回転ダイ11を
連結しており、上部回転ダイ11のフランジ部11aとシャ
フト6の突出部6aの底部とがねじ10にて固定されてい
る。したがってモータ1の回転はシャフト4、平歯車5
及び7及びシャフト6を介して上部回転ダイ11に伝達さ
れ、シャフト6及び上部回転ダイ11は上部ダイホルダ8
及びヒータブロック9の周囲を回転するように構成され
ている。
The motor 1 is mounted on a vertically movable first substrate 2 via a support 3, and its rotation is transmitted to a spur gear 5 via a shaft 4. The spur gear 5 further meshes with a spur gear 7 provided on an outer peripheral portion of a shaft 6 attached to a central portion of the first substrate 2 so as to be movable in a vertical direction. The shaft 6 has a substantially hollow cylindrical shape, and has a projection 6a at a lower portion. The hollow part of the shaft 6 houses an upper die holder 8 having a heater block 9 attached to a lower end. An upper rotating die 11 is further connected to the lower end of the shaft 6, and the flange 11 a of the upper rotating die 11 and the bottom of the protruding portion 6 a of the shaft 6 are fixed with screws 10. Therefore, the rotation of the motor 1 is controlled by the shaft 4 and the spur gear 5.
, 7 and the upper rotary die 11 via the shaft 6, and the shaft 6 and the upper rotary die 11
And around the heater block 9.

シャフト6と第1の基板2の間にはベアリングケース
12が嵌め込まれており、ベアリングケース12の外側フラ
ンジ部12aは第1の基板2の下面にねじ13で固定されて
いる。ベアリングケース12はその上端部においてスライ
ドベアリング14を介して、また、下端部においてはスラ
イドベアリング15を介してシャフト6に連結しており、
更にシャフト6の突出部6aの上面とベアリングケース12
の内側フランジ部12bとの間にはスラストベアリング16
を設けている。ベアリングケース12の外周面に係合部12
cを設け、その内側にねじ溝を形成して上部固定ダイ17
の上部をこれに螺合させて固定している。上部固定ダイ
17は段部17aを有しており、その下端部は上部回転ダイ1
1の底面より試料厚さの寸法だけ下方に伸びており、上
部回転ダイ11の底面および上部固定ダイ17の下端部内周
面により、試料室18の一部を画成している。尚、上部回
転ダイ11の下端部外周面及び上部固定ダイ17の下端部内
周面の間はO−リング19にてシールされており、試料室
18からの試料の漏れを防ぐようにしている。
Bearing case between the shaft 6 and the first substrate 2
The outer flange portion 12a of the bearing case 12 is fixed to the lower surface of the first substrate 2 with screws 13. The bearing case 12 is connected to the shaft 6 via a slide bearing 14 at an upper end thereof and via a slide bearing 15 at a lower end thereof.
Further, the upper surface of the protruding portion 6a of the shaft 6 and the bearing case 12
Thrust bearing 16 between inner flange 12b
Is provided. The engaging part 12 is provided on the outer peripheral surface of the bearing case 12.
c, and a thread groove is formed inside the
The upper part is screwed into this and fixed. Upper fixed die
17 has a step 17a, the lower end of which is an upper rotary die 1
The bottom surface of the upper die 1 and the inner peripheral surface of the lower end of the upper fixed die 17 define a part of the sample chamber 18. An O-ring 19 is used to seal between the outer peripheral surface of the lower end of the upper rotating die 11 and the inner peripheral surface of the lower end of the upper fixed die 17, so that the sample chamber is closed.
The sample is prevented from leaking from 18.

上部ダイホルダ8の下端には断熱部材20を介してヒー
タブロック9が取り付けられており、ヒータブロック9
の下端近傍には電気ヒータ21が埋め込まれている。上部
ダイホルダ8、断熱部材20、ヒータブロック9の中央を
貫通して温度検出器22を取り付け、その先端は上部回転
ダイ11の内側底面中央に設けられた受け部11bまで到達
させている。上部ダイホルダ8の上部には注入口23を設
けると共に、上部ダイホルダ8とシャフト6との間隙ま
で管路23aを形成し、ヒータブロック9と上部回転ダイ1
1との間隙に熱媒体を注入できるように構成する。本例
では熱媒体としては、耐熱性が大きく化学的にも安定な
シリコーン油を使用する。上部回転ダイ11の上部には排
出口24を設け、オーバーフローしたシリコーン油を排出
するようにし、更に、上部固定ダイ17の段部の内側面に
は前記排出口24から排出されるシリコーン油を受けるよ
うに、段部17aの円周に沿って溝17bを設ける。該溝17b
に溜まったシリコーン油は排出口17cから外部へ排出す
る。尚、符号24はヒータ21に接続されたのリード線であ
る。
A heater block 9 is attached to a lower end of the upper die holder 8 via a heat insulating member 20.
An electric heater 21 is buried in the vicinity of the lower end. A temperature detector 22 is mounted through the center of the upper die holder 8, the heat insulating member 20, and the heater block 9, and the tip of the temperature detector 22 reaches a receiving portion 11b provided at the center of the inner bottom surface of the upper rotary die 11. An injection port 23 is provided in the upper part of the upper die holder 8, and a conduit 23a is formed up to a gap between the upper die holder 8 and the shaft 6, so that the heater block 9 and the upper rotary die 1 are formed.
It is configured so that a heat medium can be injected into the gap between the heat medium and the heat medium. In this example, a silicone oil having high heat resistance and being chemically stable is used as the heat medium. A discharge port 24 is provided at the upper part of the upper rotary die 11 so as to discharge the overflowed silicone oil. Further, the inner surface of the step of the upper fixed die 17 receives the silicone oil discharged from the discharge port 24. Thus, the groove 17b is provided along the circumference of the step 17a. The groove 17b
The silicone oil accumulated in the chamber is discharged from the discharge port 17c to the outside. Reference numeral 24 denotes a lead wire connected to the heater 21.

上記ダイホルダ8の上端部にはフランジ部8aを設け、
ベアリング25を介してシャフト6の上端部に連結してい
る。第2図(b)から明らかな通り、上部ダイホルダ8
のフランジ部8aの外周を挟んでアーム26がねじ26a,26b
にて取り付けられており、アーム26は更に第1の基板2
上に設置されたシリンダ27のシャフト27aに枢着されて
いる。シリンダ27を駆動させて、アーム26を軸26cを中
心として揺動させて上部ダイホルダ8、シャフト6及び
上部回転ダイ11を上下方向に移動可能として、試料室18
への試料の出し入れ、及び試料室18の清掃を行い易くし
ている。
A flange portion 8a is provided at an upper end portion of the die holder 8,
It is connected to the upper end of the shaft 6 via a bearing 25. As is clear from FIG. 2 (b), the upper die holder 8
The arm 26 has screws 26a and 26b
The arm 26 is further attached to the first substrate 2
It is pivotally attached to a shaft 27a of a cylinder 27 installed above. By driving the cylinder 27, the arm 26 is swung about the axis 26c so that the upper die holder 8, the shaft 6, and the upper rotary die 11 can be moved in the vertical direction.
The sample chamber 18 can be easily taken in and out, and the sample chamber 18 can be easily cleaned.

上部固定ダイ17の最下端が位置する高さにスタンド28
aを設置し、第2の基板28を支持する。第1の基板2を
支持しているロッド状のスタンド2aは第2の基板28を貫
通して下方へ伸びており、スタンド2aの下端部はシリン
ダ30のシャフトに連結された連結板29に固定する。シリ
ンダ30を駆動させることにより上部ダイを構成する各部
品及びモータ1及びその支持台3とともに第1の基板2
を上下方向に移動できるように構成している。このよう
にして試料室18に対してアクセスすることができる。第
2の基板28を支持するスタンド28aは床に固定されてお
り、不動である。第2の基板28の中央部には下部固定ダ
イ31が第2基板28のフランジ部28bに固定されている。
Stand 28 at the height where the lowermost end of upper fixed die 17 is located
a is set, and the second substrate 28 is supported. A rod-shaped stand 2a supporting the first substrate 2 extends downward through the second substrate 28, and the lower end of the stand 2a is fixed to a connecting plate 29 connected to a shaft of a cylinder 30. I do. The first substrate 2 together with the components constituting the upper die and the motor 1 and its support 3 by driving the cylinder 30
Is configured to be able to move up and down. Thus, the sample chamber 18 can be accessed. The stand 28a supporting the second substrate 28 is fixed to the floor and is immobile. At the center of the second substrate 28, a lower fixing die 31 is fixed to the flange portion 28b of the second substrate 28.

第2の基板28の下面には、さらにスタンド42aが固定
されており、このスタンドに第3の基板42及び第4の基
板45を取り付けている。下部固定ダイ31の内側にはOリ
ング32を介して下部外筒ダイ33の自由端を配置し、この
下部外筒ダイ33の下端のフランジ部33aは第3の基板42
に固定する。下部外筒ダイ33の内側にはOリング34を介
して更に下部ダイ35を設置する。下部ダイ35はヒータブ
ロック35a,断熱材43及びホルダ35bを介して、第4の基
板45に固定されたトルク検出器50に固定されている。下
部ダイホルダ35bの外周と下部外筒ダイ33の内周面との
間にはベアリング33bを配置している。トルク検出器50
で検出されたトルクは記録計51によって記録する。下部
外筒ダイ33の外周及び下部ホルダ35aの外周にはアーム4
6、47をそれぞれ設け、これらアームの間に微小変位計4
8を取り付けて、下部外筒ダイ33と下部ダイ31の試料の
剪断力による変位量の差、すなわち回転量の差を拡大し
て検証できるようにしている。
A stand 42a is further fixed to the lower surface of the second substrate 28, and the third substrate 42 and the fourth substrate 45 are attached to the stand. The free end of the lower outer die 33 is disposed inside the lower fixed die 31 via an O-ring 32, and the lower end of the lower outer die 33 has a flange portion 33 a formed of a third substrate 42.
Fixed to. A lower die 35 is further installed inside the lower outer die 33 via an O-ring 34. The lower die 35 is fixed to a torque detector 50 fixed to the fourth substrate 45 via a heater block 35a, a heat insulating material 43, and a holder 35b. A bearing 33b is arranged between the outer periphery of the lower die holder 35b and the inner peripheral surface of the lower outer cylinder die 33. Torque detector 50
The torque detected at is recorded by the recorder 51. An arm 4 is provided on the outer periphery of the lower outer die 33 and the outer periphery of the lower holder 35a.
6 and 47 are provided, and a small displacement meter 4
8 is attached so that the difference in the amount of displacement of the sample between the lower outer cylinder die 33 and the lower die 31 due to the shearing force, that is, the difference in the amount of rotation, can be enlarged and verified.

下部固定ダイ31及び下部ダイ35内には電気ヒータ36、
37がそれぞれ埋め込まれ、試料室18内の試料の温度を試
験温度に保つべく、図示しない制御装置により下部固定
ダイ31及び下部ダイ35を加熱制御している。符号38、39
はヒータ36、37に接続されたリード線、符号40、41は下
部固定ダイ31、下部ダイ35のそれぞれの温度検出器であ
る。
In the lower fixed die 31 and the lower die 35, an electric heater 36 is provided.
37 are embedded therein, and the lower fixed die 31 and the lower die 35 are heated and controlled by a control device (not shown) in order to keep the temperature of the sample in the sample chamber 18 at the test temperature. Code 38, 39
Is a lead wire connected to the heaters 36 and 37, and reference numerals 40 and 41 are temperature detectors of the lower fixed die 31 and the lower die 35, respectively.

上部回転ダイ底面、上部固定ダイ内側側面、下部固定
ダイ上面、下部外筒ダイ上面、下部ダイ上面にて画成さ
れる試料室18内に試料を収容し、温度検出器22、40、41
によってヒータ21、26、37を図示しない温度調節機構に
より加熱制御することにとって、試料を所定の試験温度
に加熱する。この加熱後、モータ1を駆動させ、上部回
転ダイ11を回転させて、試料に剪断を与える。試料は下
部ダイ35及び下部外筒ダイ33に剪断応力を与え、下部ダ
イ35及び下部外筒ダイには、この剪断応力に比例する回
転変形が生じて、トルク検出器50にてこの回転変形量に
応じたトルク信号を発生し、図示しない信号増幅器を介
してこのトルク信号を増幅して記録計51で記録するよう
にしている。試料室18を画成する上部回転ダイ11の下面
表面及び下部ダイ35、下部外筒ダイ33の上側表面にはス
リップ防止のための溝加工が施されていること、上部固
定ダイ17が回転しないように構成されていること、ま
た、後述する理由により、シール34のトルクに対する影
響がないのでシール34を試料室18に露呈する面積を小さ
くすることができることにより、下部ダイ35表面におい
て試料のスリップが発生せず、乱れのない剪断速度を試
料に与えることができる。また、下部ダイ35の外側に下
部外筒ダイ33を設けており、上部回転ダイ11を回転させ
たとき、試料から受ける剪断応力によるトルク検出器50
等のねじり変形によって下部ダイ35に生ずる変形量と、
下部外筒ダイ33が試料から受ける剪断応力によって歪む
ねじり変形量とが同じになるように構成されている。し
たがって、シール34の弾性変形トルクまたは摩擦トルク
に影響されることなく、試料から受ける純粋な回転トル
クを正確に測定することができる。
The sample is accommodated in the sample chamber 18 defined by the upper rotating die bottom surface, the upper fixed die inner side surface, the lower fixed die upper surface, the lower outer die upper surface, and the lower die upper surface, and the temperature detectors 22, 40, 41
In order to control the heating of the heaters 21, 26, 37 by a temperature control mechanism (not shown), the sample is heated to a predetermined test temperature. After this heating, the motor 1 is driven and the upper rotating die 11 is rotated to apply a shear to the sample. The sample gives a shear stress to the lower die 35 and the lower outer die 33, and a rotational deformation is generated in the lower die 35 and the lower outer die in proportion to the shear stress. Is generated, and the torque signal is amplified via a signal amplifier (not shown) and recorded by the recorder 51. The lower surface of the upper rotating die 11 and the lower surface of the lower die 35 and the upper surface of the lower outer die 33 which define the sample chamber 18 are provided with grooves for preventing slipping, and the upper fixed die 17 does not rotate. In addition, for the reason described below, since there is no influence on the torque of the seal 34, the area where the seal 34 is exposed to the sample chamber 18 can be reduced, so that the sample slips on the surface of the lower die 35. Does not occur, and a shear rate without disturbance can be given to the sample. Further, a lower outer die 33 is provided outside the lower die 35, and when the upper rotary die 11 is rotated, a torque detector 50 due to shear stress received from the sample is provided.
And the amount of deformation generated in the lower die 35 due to torsional deformation such as
The lower outer cylinder die 33 is configured to have the same torsional deformation amount that is distorted by the shear stress received from the sample. Therefore, the pure rotational torque received from the sample can be accurately measured without being affected by the elastic deformation torque or the friction torque of the seal 34.

試料の取り換えはシリンダ30を駆動させてスタンド2a
を介して第1の基板2及びそれに連結されている上部ダ
イを上方へ移動させて、後述する試料の脱着装置により
行う。上述した通り、第1の基板2上に設置されたシリ
ンダ27を駆動させて、上部ダイホルダ8、シャフト6、
及び上部回転ダイ11を上方に移動させることにより試料
室18の試料の取り換えをより容易に行い得る。試料室の
高さはシリンダ27を元に戻した時、スラストベアリング
16がベアリングケース12のフランジ部に突き当たった位
置で決まる。試料室の高さを変更するには、上部固定ダ
イ17をベアリングケース12に固定している固定ねじ12c
を緩めて行う。
To change the sample, drive the cylinder 30 to
The first substrate 2 and the upper die connected to the first substrate 2 are moved upward, and the sample is removed by a sample desorption device described later. As described above, the cylinder 27 installed on the first substrate 2 is driven to drive the upper die holder 8, the shaft 6,
By moving the upper rotating die 11 upward, the sample in the sample chamber 18 can be replaced more easily. When the cylinder 27 is returned to the original position, the thrust bearing
16 is determined by the position where it abuts against the flange of the bearing case 12. To change the height of the sample chamber, the fixing screw 12c that fixes the upper fixing die 17 to the bearing case 12 is used.
And loosen.

第5図は、本願発明の試料の脱着装置を除く変形例を
示す断面図である。この変形例では、上部ダイ部分を2
重構造とせず、スリップリングを使用して上部ダイのヒ
ータに電力を供給する構造としたものであり、下部ダイ
の外側に下部外筒ダイを設けた構成は第1の実施例と同
じである。したがって、下部ダイ部分については説明を
省略する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the present invention excluding the sample attaching / detaching device. In this variation, the upper die portion is 2
This is a structure in which power is supplied to the heater of the upper die using a slip ring instead of a double structure, and the configuration in which a lower outer cylindrical die is provided outside the lower die is the same as that of the first embodiment. . Therefore, description of the lower die portion is omitted.

モータ1の回転を平歯車5、7にてシャフト6に伝
え、シャフト6を介して上部回転ダイ11を回転させる。
シャフト6のフランジ部底面と上部回転ダイ11のフラン
ジ部11aとは断熱部材20aを介してねじ10aにて固定され
ている。回転ダイ11の内部には底部にヒータ58を配置し
たヒータブロック11aを取り付け、ヒータブロック11aは
回転ダイと一緒に回転する。シャフト6は中空円筒状に
形成されており、上部には絶縁体53aを介して2本のス
リップリング52a,52bが嵌め込まれている。これらスリ
ップリング52a,52b及び絶縁体53aを囲むカバー54をシャ
フト6の上部外周にベアリング55を介して取り付け、該
カバー内にカーボンブラシ56a,56bを貫通させて取り付
け、それぞれスリップリング52a,52bに接触させてい
る。カーボンブラシ56a,56bを取り付ける貫通口のまわ
りは絶縁部材53bでふさぐようにする。それぞれのスリ
ップリング52a,52bの一部をシャフト6内部に突出さ
せ、リード線57a,57bを介して、ヒータブロック11aの底
部に取り付けられた電気ヒータ58に接続する。ヒータブ
ロック11aの中央部には熱媒体59及び温度検出装置61を
収納する孔60を穿ち、この孔60は回転ダイ11まで延在す
るようにする。カバー54の上に蓋54aをかぶせ、その中
央からヒータブロック11aに設けた孔60の底まで温度検
出装置61を挿入し、その先端はふた54aの中央部に固定
する。ヒータブロック11aに設けた孔60の上部に椀状の
受け部60aを設け、この受け部60a及び孔60内に熱媒体を
収納する。
The rotation of the motor 1 is transmitted to the shaft 6 by the spur gears 5 and 7, and the upper rotating die 11 is rotated via the shaft 6.
The bottom surface of the flange portion of the shaft 6 and the flange portion 11a of the upper rotary die 11 are fixed by screws 10a via a heat insulating member 20a. Inside the rotary die 11, a heater block 11a having a heater 58 disposed at the bottom is attached, and the heater block 11a rotates together with the rotary die. The shaft 6 is formed in a hollow cylindrical shape, and two slip rings 52a and 52b are fitted on an upper portion thereof via an insulator 53a. A cover 54 surrounding the slip rings 52a, 52b and the insulator 53a is mounted on the upper outer periphery of the shaft 6 via a bearing 55, and carbon brushes 56a, 56b are penetrated into the cover, and attached to the slip rings 52a, 52b, respectively. In contact. The periphery of the through hole for attaching the carbon brushes 56a and 56b is covered with an insulating member 53b. A part of each of the slip rings 52a, 52b is protruded into the shaft 6, and is connected to an electric heater 58 mounted on the bottom of the heater block 11a via lead wires 57a, 57b. A hole 60 for accommodating the heat medium 59 and the temperature detecting device 61 is formed in the center of the heater block 11a, and the hole 60 extends to the rotary die 11. The cover 54a is put on the cover 54, and the temperature detecting device 61 is inserted from the center to the bottom of the hole 60 provided in the heater block 11a, and the tip is fixed to the center of the lid 54a. A bowl-shaped receiving portion 60a is provided above the hole 60 provided in the heater block 11a, and a heat medium is stored in the receiving portion 60a and the hole 60.

上述の実施例では、熱媒体としてシリコーンオイルを
使用してもよい。この場合は、例えばウッドメタルなど
の低融点金属を使用する場合には、モータ1のオーバー
ヒート、各部品の損傷等を避けるためにウッドメタルが
ある程度溶解した後にモータ1を駆動させて回転ダイ11
を回転させるようにする必要がある。温度検出装置61
は、本来は上部ダイの試料面における温度を検出するべ
く取り付けられたものであるが、熱媒体59の温度を検出
して、図示しない制御装置により、熱媒体59の温度が所
定の値より低い場合は、モータ1を駆動させないように
制御している。
In the above embodiment, a silicone oil may be used as the heat medium. In this case, for example, when a low melting point metal such as wood metal is used, the motor 1 is driven after the wood metal is melted to some extent in order to avoid overheating of the motor 1 and damage to each part.
Need to be rotated. Temperature detector 61
Is originally mounted to detect the temperature on the sample surface of the upper die, but by detecting the temperature of the heat medium 59, the control device (not shown) makes the temperature of the heat medium 59 lower than a predetermined value. In such a case, the motor 1 is controlled so as not to be driven.

以下、第6図〜第10図を参照して、本発明応力測定装
置の試料の脱着装置について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 6 to FIG. 10, the sample desorption device of the stress measurement device of the present invention will be described.

試料室への試料の供給及び試料室からの試料の排出、
廃棄の動作は、例えば第6図の様に多関節の産業用小型
ロボット127を用いて行っている。試料供給は、例えば
回転試料台126上の試料をロボット127の試料つかみ具12
1でつかんで試料室のダイの上に乗せて測定を開始す
る。試料室のダイは、上述したように、試験終了後、試
料室18を開放した時常に試料が外筒ダイ83の側に残る様
に、外筒ダイの外周又は外筒ダイ側の固定ダイの内周又
はその両方にまたがって複数の対向溝を設ける。第1
図、第2図(a)は固定ダイ84に対向溝を115を、又第
2図(b)は固定ダイ84と外筒ダイ83の外周に対向溝11
5を各々1対設けた例であり、いずれもトルク検出ダイ8
2の上の試料の剪断速度に影響を与えない外周に設け
る。この溝は溝底面が溝入口より広がった構造(本例で
はL字型)をしているので、上部ダイ81,17が上昇する
時、試料116を外筒ダイ83の側に残す方向に働く。
Supply of sample to sample chamber and discharge of sample from sample chamber,
The disposal operation is performed by using an articulated industrial small robot 127 as shown in FIG. 6, for example. The sample is supplied by, for example, holding the sample on the rotating sample stage 126 with the sample gripper 12 of the robot 127.
Grab with 1 and place on the die in the sample chamber to start measurement. The die in the sample chamber is, as described above, the outer periphery of the outer cylinder die or the fixed die on the outer cylinder die side so that the sample always remains on the outer cylinder die 83 when the sample chamber 18 is opened after the test is completed. A plurality of opposed grooves are provided over the inner circumference or both. First
2 (a) shows opposed grooves 115 on the fixed die 84, and FIG. 2 (b) shows opposed grooves 11 on the outer periphery of the fixed die 84 and the outer die 83.
5 are provided in a pair, and in each case, a torque detection die 8 is provided.
Provided on the outer periphery of 2 above which does not affect the shear rate of the sample. Since this groove has a structure in which the groove bottom surface is wider than the groove entrance (in this example, L-shaped), when the upper dies 81 and 17 rise, they work in a direction to leave the sample 116 on the side of the outer die 83. .

又、上部ダイが上昇する時にシリンダ27を試料室より
突出する方向で作動させた状態でシリンダ30を上部ダイ
が試料室より離れる側に動作される事により、第7図に
示す様に上部固定ダイ17が上部回転ダイ81より先に上昇
し、試料116を上部ダイの試料室より突出し終了後上部
固定ダイ17と上部回転ダイ81が一体となって上昇する。
この事により、上部ダイに試料が粘着する要因となる試
料との接触面積が減少する事と、回転摺動部117に漏え
いし試料室の試料116と一体となったヒダ状の試料を上
部回転ダイ81が試料より離れる前に摺動部117より外に
出されることにより、一層外筒ダイ83の側に試料を残す
方向に働く。
When the upper die is moved upward, the cylinder 30 is moved to the side where the upper die separates from the sample chamber while the cylinder 27 is operated in the direction protruding from the sample chamber, thereby fixing the upper part as shown in FIG. The die 17 rises before the upper rotating die 81, the sample 116 projects from the sample chamber of the upper die, and after the completion, the upper fixed die 17 and the upper rotating die 81 rise integrally.
As a result, the contact area with the sample, which causes the sample to adhere to the upper die, is reduced, and the fold-shaped sample leaking to the rotary sliding portion 117 and integrated with the sample 116 in the sample chamber is rotated upward. When the die 81 is moved out of the sliding portion 117 before leaving the sample, it works in a direction in which the sample is further left on the outer cylindrical die 83 side.

外筒ダイ側に残された試料は未加硫状態や半加硫状態
の時は、従来の測定装置で見られる針状ツカミ具で試料
に針を差込んで排出する事は、粘性成分が大きく粘着性
が大きいこれらの試料に対しては試料をはがすときに針
をつきさした部分の試料が切れてしまうので殆ど効用を
なさない。
When the sample left on the outer cylinder die side is in an unvulcanized state or a semi-vulcanized state, inserting a needle into the sample with a needle-shaped knurling tool seen with a conventional measuring device and discharging it will result in a viscous component. These samples, which are large and have high tackiness, have little effect because the sample with the needle attached thereto is cut off when the sample is peeled off.

本発明ではこれを解消する為に、試料の排出つかみ具
118を、第8図、第9図の様にトルク検出ダイより大き
い面積を持った板状とし、これを試料とダイの境界面に
差込み、試料をめくり上げる様な形で試料の奥まで差込
むよう構成している。この様にする事により、対向溝部
試料120も容易にダイより剥離する事ができ、試料は最
終的には第8図の様に排出つかみ具の板の上に乗せられ
てダイより排出される。
In the present invention, in order to solve this,
As shown in FIGS. 8 and 9, 118 is a plate having a larger area than the torque detecting die, and it is inserted into the interface between the sample and the die. It is configured to fit. By doing so, the opposed groove sample 120 can be easily peeled off from the die, and the sample is finally put on the plate of the discharge gripper and discharged from the die as shown in FIG. .

排出つかみ具の切欠き119は対向溝部試料120の逃げで
あり、つかみ具の先端から試料室の直径相当の深さまで
差込まれるまでは対向溝部試料120を剥離しない様にし
てある。これにより試料への差込みは確実に行われる。
排出つかみ具118の試料は第6図、第10図の様に廃棄箱1
23上で排出つかみ具118を左右に開いて試料を落下させ
るが、粘着試料は排出つかみ具118に粘着したまま落下
しないので、スクレパー124を排出つかみ具118の試料受
面125を掃引する様に、スクレーパー又はつかみ具を動
作させる事により確実に廃棄を行うことができる。
The notch 119 of the discharge gripper is an escape for the opposed groove sample 120, and the opposed groove sample 120 is not peeled off until it is inserted from the tip of the gripper to a depth corresponding to the diameter of the sample chamber. Thereby, the insertion into the sample is reliably performed.
The sample of the discharge gripper 118 is the waste box 1 as shown in Fig. 6 and Fig. 10.
Open the discharge gripper 118 on the left and right to drop the sample, but drop the sample, but since the adhesive sample does not fall while sticking to the discharge gripper 118, sweep the sampler 124 to sweep the sample receiving surface 125 of the discharge gripper 118. By operating the scraper or the gripper, the disposal can be surely performed.

第10図では、つかみ具118を水平方向に動作した状態
を示しているが、つかみ具を傾きをもたせる様にして動
作させると効果が更に高まる。
FIG. 10 shows a state in which the gripper 118 is operated in the horizontal direction. However, when the gripper is operated so as to have an inclination, the effect is further enhanced.

上述した試料の脱着装置を応力測定装置本体に組み込
んで使用することにより、スタートスイッチON→NO1試
料をつかむ→下部ダイに供給→上部ダイ降下→モータ回
転(試験スタート)→モータ停止(試験終了)→データ
演算出力→突出シリンダON→上部ダイ開放シリンダON→
下部ダイに試料残存→試料排出→試料廃棄→NO2試料を
つかむ……を繰返し応力測定を全自動化する事ができ
る。
Start switch ON → grasp NO1 sample → supply to lower die → upper die drop → motor rotation (test start) → motor stop (test end) → Data calculation output → Projection cylinder ON → Upper die opening cylinder ON →
It is possible to fully automate the stress measurement by repeating the steps: sample remaining on the lower die → sample discharge → sample disposal → grasping the NO2 sample.

第11図はそれぞれ本発明の変形例を示すものであり、
上部回転ダイ11の底面が円錐状に、下部ダイ35の上面は
平面に構成されている例である。この例でも、下部の外
筒ダイ側に対向溝を同様に設けている。
FIG. 11 shows a modified example of the present invention,
This is an example in which the bottom surface of the upper rotating die 11 is formed in a conical shape, and the upper surface of the lower die 35 is formed in a plane. Also in this example, a facing groove is similarly provided in the lower outer die side.

第12図は、本発明のさらに他の変形例である。下部外
筒ダイ33の下端部を第3の基板42まで延ばすことなく、
外筒ダイ31の中央部の位置あたりにフランジ33cを設
け、第3の基板とフランジ33cとをシャフト63で連結し
ている。第3の基板42は下部ダイホルダ35bの上端部と
ベアリング62を介して連結している。シャフト63の径
や、使用するシャフトの本数を調整して、外筒ダイ33の
回転変位に対する強度を調整して下部ダイ35のそれと一
致させるようにしている。
FIG. 12 shows another modification of the present invention. Without extending the lower end of the lower outer die 33 to the third substrate 42,
A flange 33c is provided around the center of the outer cylinder die 31, and the third substrate and the flange 33c are connected by a shaft 63. The third substrate 42 is connected to the upper end of the lower die holder 35b via a bearing 62. By adjusting the diameter of the shaft 63 and the number of shafts to be used, the strength of the outer cylinder die 33 with respect to the rotational displacement is adjusted to match that of the lower die 35.

尚、本願第3発明は、下部外筒ダイを回転変位させな
い下部ダイにも適用することができる。
The third invention of the present application can also be applied to a lower die in which the lower outer cylindrical die is not rotationally displaced.

(発明の効果) 以上のことから明らかなように、本発明によれば、粘
弾性体の応力測定装置において、外筒ダイおよび/また
は固定ダイの試料室と連通する位置に対向溝を設け、試
験終了後試料が外筒ダイ側に残るよう構成するともに、
試料の脱着装置をさらに有し、試料の供給及び排出、廃
棄を自動的に行えるよう構成したため、自動的かつ連続
的に粘弾性体の状態にかかわらず粘弾性体の応力を測定
することができる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above, according to the present invention, in the viscoelastic body stress measuring device, the opposed groove is provided at a position communicating with the sample chamber of the outer cylinder die and / or the fixed die. After the test is completed, the sample is configured to remain on the outer cylinder die side.
A sample desorption device is further provided to automatically supply, discharge, and discard the sample, so that the stress of the viscoelastic body can be measured automatically and continuously regardless of the state of the viscoelastic body. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本願発明の一実施例の基本的構成を示す図、 第2図は第1図に示した対向溝を説明するための図、 第3図は、本願発明の基本的構成を示す図、 第4図は、本発明応力測定装置の試料の脱着装置を除く
一実施例を示す断面図、 第5図は、本願の応力測定装置の試料の脱着装置を除く
変形例を示す断面図、 第6図〜第10図はそれぞれ、本発明の応力測定装置にお
ける試料の脱着装置の一例を説明するための図、 第11図〜第12図はそれぞれ、本発明の他の変形例を示す
図、 第13図は従来の測定装置の原理的構成を示す断面図であ
る。 1……モータ 2,28,29,42,45……基板 5,7……平歯車、6……シャフト 8……上部ダイホルダ、9……上部ヒータブロック 10,13……ねじ、11……上部回転ダイ 12……ベアリングホルダ 14,15,16、25、33b……ベアリング 17……上部固定ダイ、18……試料室 19,32,34……Oリング 20、43……断熱部材 21,36,37……ヒータ 22,40、41……温度検出器 23……熱媒体注入口 24,38,39……リード線 26……アーム、27,30……シリンダ 29……連結板、31……下部固定ダイ 33……下部外筒ダイ、35……下部ダイ 46,47,49……アーム 48……微小変位計、50……トルク検出器 51……記録計 52a,52b……スリップリング 53a,53b……絶縁体、54……カバー 55……ベアリング、56……カーボンブラシ 57a,b……リード線、59……熱媒体 60……受け部、61……温度検出器 33c……フランジ部、62……ベアリング 63……シャフト、115……対向溝 127……ロボット
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the opposed groove shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing one embodiment of the stress measuring device of the present invention except for a sample desorbing device, and FIG. Figures, FIGS. 6 to 10 are diagrams for explaining an example of a sample desorption device in the stress measurement device of the present invention, and FIGS. 11 to 12 are diagrams each showing another modification of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view showing the basic configuration of a conventional measuring device. 1 ... motor 2,28,29,42,45 ... substrate 5,7 ... spur gear, 6 ... shaft 8 ... upper die holder, 9 ... upper heater block 10,13 ... screw, 11 ... Upper rotating die 12 Bearing bearings 14, 15, 16, 25, 33b Bearing 17 Upper fixed die 18, Sample chamber 19, 32, 34 O-ring 20, 43 Insulation member 21, 36, 37 ... heaters 22, 40, 41 ... temperature detector 23 ... heat medium inlet 24, 38, 39 ... lead wire 26 ... arm, 27, 30 ... cylinder 29 ... connecting plate, 31 …… Lower fixed die 33 …… Lower outer cylinder die, 35 …… Lower die 46,47,49 …… Arm 48 …… Small displacement meter, 50 …… Torque detector 51 …… Recorder 52a, 52b …… Slip Rings 53a, 53b ... insulator, 54 ... cover 55 ... bearing, 56 ... carbon brush 57a, b ... lead wire, 59 ... heating medium 60 ... receiving part, 61 ... temperature detector 33c ... ... Flange, 62 ... Bearing 63 …… shaft, 115 …… opposite groove 127 …… robot

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−120253(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 19/00 G01N 3/00 - 3/62 Continuation of front page (56) References JP-A-60-120253 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 19/00 G01N 3/00-3/62

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】同軸上に互いに対向する位置にあり応力を
測定すべき粘弾性体を収容する試料室の一部を画成する
上部ダイ及び下部ダイと、該上部ダイと下部ダイとのい
ずれか一方に回転運動を与える機構とを具え、他方のダ
イにかかる反トルクを検出する応力測定装置において、
トルクを検出する側のダイの外周に外筒ダイを設け、該
外筒ダイの前記試料室の一部を画成する面に試料とのス
リップ止め加工を施し、回転する側のダイの直径を前記
外筒ダイの直径より大きいものとし、前記回転する側の
ダイの外周に固定ダイを設け、前記固定ダイの内側面の
一部が前記試料室の側面を画成するように構成するとと
もに、前記外筒ダイの外周であって、前記試料室と連通
する位置に複数の対向溝を設け、かつ前記試料室への試
料の供給及び排出、廃棄を自動的に行う試料の脱着装置
を有することを特徴とする粘弾性体の応力測定装置。
1. An upper die and a lower die which are coaxially opposed to each other and define a part of a sample chamber accommodating a viscoelastic body whose stress is to be measured, and one of the upper die and the lower die. And a mechanism for giving a rotational movement to one of the dies, a stress measuring device for detecting the anti-torque applied to the other die,
An outer cylinder die is provided on the outer periphery of the die on which the torque is detected, and the surface of the outer cylinder die that defines a part of the sample chamber is subjected to slip prevention processing with the sample, and the diameter of the rotating die is adjusted. Be larger than the diameter of the outer cylindrical die, provided with a fixed die on the outer periphery of the rotating die, a part of the inner surface of the fixed die is configured to define a side surface of the sample chamber, A plurality of opposed grooves are provided on the outer periphery of the outer cylindrical die at positions communicating with the sample chamber, and a sample desorption device that automatically supplies, discharges, and discards the sample to and from the sample chamber is provided. A stress measuring device for a viscoelastic body, characterized in that:
【請求項2】前記外筒ダイとトルクを検出する側のダイ
とが試料より受ける剪断応力によって同方向に同角度で
回転変位するように構成したことを特徴とする請求項1
に記載の応力測定装置。
2. The method according to claim 1, wherein the outer cylinder die and the die on the torque detecting side are rotationally displaced at the same angle in the same direction by a shear stress received from the sample.
The stress measurement device according to item 1.
【請求項3】前記回転ダイ又はトルク検出ダイと外筒ダ
イとが軸線方向に移動した状態で、試料を試料室外へ取
り出すよう構成したことを特徴とする請求項1又は2に
記載の応力測定装置。
3. The stress measurement according to claim 1, wherein the sample is taken out of the sample chamber while the rotary die or the torque detecting die and the outer die are moved in the axial direction. apparatus.
【請求項4】前記着脱装置を構成する試料排出つかみ具
を、前記トルク検出ダイより大きい面積を有する板状と
したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
応力測定装置。
4. The stress measuring device according to claim 1, wherein the sample discharging grip constituting the attaching / detaching device has a plate shape having an area larger than the torque detecting die.
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