JP6912790B2 - 変形試験器 - Google Patents
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Description
特許文献4は、面状の試験体を繰り返し捩じり(捩回)試験を行うものである。
特許文献2及び特許文献5は、面状の試験体を繰り返し折り曲げれたり延ばしたりを繰り返す試験を行うものである。
特許文献3は、シート状の試験体をU字形に垂らして一方を固定し、他方を上下に動かすことで折り曲げ部分を試験体において移動させる試験を行うものである。
こういった面状の試験体を折り曲げれたり延ばしたりを繰り返す変形試験は、特許文献1、特許文献2及び特許文献5に記載の装置で行うことができるが、これらのうち特許文献2及び特許文献5によれば、折り曲げられた試験体の部分には他の部材が挟まれることから、折り曲げ部分の試験体の曲げ半径をある程度よりも小さくすることができないという問題があった。
そして、特許文献1が開示する彎曲試験機において板ばねは、「ワーク4の両外側にはワーク4と同じ長さの板ばね12を取付部5、6にボルト20で止めて渡し掛けている。板バネ12は彎曲するときに一様な曲率半径になろうとする性質があり、これにワーク4の彎曲を倣わせることができるからである。つまり、ワーク4の両外側に板ばね12を設けることでワーク4は一様に彎曲する」(特許文献1の段落番号0015)ために配設されたものである。この板ばね12の彎曲半径は、ワーク4(試験体)の彎曲半径と一緒に変化するので、ワーク4(試験体)の彎曲半径を小さくするにつれて小さくなる。このためワーク4(試験体)の彎曲半径を小さくしようとすると、その彎曲半径の彎曲に板ばね12が対応できなくなる(例えば、板ばね12が折れる。)ために、板ばね12の彎曲最小半径が彎曲試験における彎曲半径の下限を決定してしまう。このことは、スマートフォンや携帯電話等のような電子機器において、板ばね12が耐えられないような小さい曲げ半径による繰り返し彎曲に試験体が耐え得るかどうかを十分試験できないという問題を生じる。
そこで、本発明では、面状の試験体を小さな曲げ半径により折り曲げられたり延ばされたりを繰り返すことができる変形試験器を提供することを目的とする。。
第1取付板は、第1取付面と、第1取付面の縁部である第1縁部と、を有する。第1取付面は、試験体が取り付けられる面であり、例えば、シート状、フィルム状、膜状、板状等のように主表面を有する試験体が、該主表面の一部が第1取付面に接着等によって取り付けられる。第1縁部は、第1取付面の縁部であって第1線分上に存する真っ直ぐな縁である。
第2取付板は、第2取付面と、第2取付面の縁部である第2縁部と、を有する。第2取付面は、試験体が取り付けられる面であり、例えば、シート状、フィルム状、膜状、板状等のように主表面を有する試験体が、該主表面の一部が第2取付面に接着等によって取り付けられる。第2縁部は、第2取付面の縁部であって第2線分上に存する真っ直ぐな縁である。
このような第1取付板の第1取付面と、第2取付板の第2取付面と、に試験体が取り付けられ、第1縁部と第2縁部との間に試験体が架け渡される。
回動手段は、(c)第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動させること、(d)第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動させること、のうち一方又は両方を実行する。
こうすることで、基準面と第1取付面とがなす角度と、基準面と第2取付面とがなす角度と、が等しくなるように、試験体が取り付けられた第1取付面及び第2取付面が回動(第1線分、第2線分を中心)されるので、試験体が基準面の両側で同じように曲げられ、試験体が不意に不均一に曲がることを防止又は減少させることができる。なお、基準面は、第1線分と第2線分とを含む平面に対して垂直かつ第1線分及び第2線分に平行な平面であって、第1線分からの距離と第2線分からの距離とが等しい平面である。
支持手段は、試験体が架け渡される隙間が第1縁部と第2縁部との間に形成されるように、第1線分と第2線分とが互いに平行で相対的位置を保持しつつ、第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動可能であり、及び/又は、第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動可能であるように、第1取付板と第2取付板とを支持するものであるが、支持手段は両縁部位置関係保持手段を有するようにしてもよい。即ち、両縁部位置関係保持手段は、第1取付板及び第2取付板が直接又は間接に取り付けられるが、第1取付板に対し第1直線(第1線分を含む)の周りに回動可能に第1取付板が直接又は間接に取り付けられると共に、第2取付板に対し第2直線(第2線分を含む)の周りに回動可能に第2取付板が直接又は間接に取り付けられる。そして、両縁部位置関係保持手段は、第1取付板に対する回動可能な軸である第1直線と、第2取付板に対する回動可能な軸である第2直線と、の間の距離を一定に保持する。かかる両縁部位置関係保持手段を支持手段が有すれば、支持手段を簡単な構成にすることができる。
こうすることで、両縁部位置関係保持手段として、第1線分の一端側の第1取付板と第2線分の一端側の第2取付板とに取り付けられる一端側の両縁部位置関係保持手段と、第1線分の他端側の第1取付板と第2線分の他端側の第2取付板とに取り付けられる他端側の両縁部位置関係保持手段と、を含むので、一端側と他端側との両方において、第1縁部(第1線分)と第2縁部(第2線分)との位置関係が確実に保持される。
このような支持手段が有する取付板支持手段によって、第1線分と平行な第1回動軸の周りに第1取付板が回動可能に支持され、第2線分と平行な第2回動軸の周りに第2取付板が回動可能に支持されると共に、第1回動軸と第2回動軸との間の距離が変化可能になるので、第1線分と第2線分とが互いに平行で相対的位置を保持しつつ、第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動可能にし、第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動可能にした状態で第1取付板と第2取付板とを支持することができる。
これにより、第1線分と第2線分とが互いに平行で相対的位置を保持した状態で、第1線分と第2線分とを含む平面が平行移動するように第1回動軸の周りに第1取付板を回動させると共に第2回動軸の周りに第2取付板を回動させた場合、それに伴う第1取付板の回動角と第2取付板の回動角とが同じになるので、両取付板の回動の調節が容易になり、試験体の両側(一方が第1取付板に取り付けられ、他方が第2取付板に取り付けられる。)が同じように曲げられて試験体が不均一に曲がることを防止又は減少させることができる。
第1線分と第2線分とを含む平面である縁部存在面と、第1回動軸と第2回動軸とを含む平面である回動軸存在面と、が平行又は同一平面に属し、第1取付板の第1回動軸周りの回動条件と第2取付板の第2回動軸周りの回動条件とが一致するので、試験体の両側(一方が第1取付板に取り付けられ、他方が第2取付板に取り付けられる。)が同じように曲げられ、試験体が不均一に曲がることを防止又は減少させることができる。
取付板支持手段が第1取付板支持手段と第2取付板支持手段と基礎支持手段とを含むことで、第1取付板支持手段により第1取付板が第1回動軸の周りに回動可能に支持され、第2取付板支持手段により第2取付板が第2回動軸の周りに回動可能に支持され、そして基礎支持手段により所定方向に関し第1取付板支持手段に対する第2取付板支持手段の相対的位置が変化可能に第1取付板支持手段及び/又は第2取付板支持手段を支持する。ここに該所定方向は、第1回動軸と第2回動軸とを含む平面である回動軸存在面において第1回動軸及び第2回動軸に垂直な方向をいう。これによって取付板支持手段が、第1回動軸の周りに回動可能に第1取付板を支持すると共に、第2回動軸の周りに回動可能に第2取付板を支持し、第1回動軸と第2回動軸との間の距離を変化可能にすることができる。
こうすることで取付板支持手段が有する第1回動棒が、第1回動軸の周りに回動可能に第1取付板を支持し、回動手段が備える回動駆動手段が、それに取り付けられた第1回動棒を第1回動軸の周りに回動させるので、第1回動軸の周りに第1取付板が回動される。そして、回動手段が備えるリンク機構が、第1回動棒の回動により第2取付板を第2回動軸の周りに従動的に回動させるので、第1回動軸の周りの第1取付板の回動と、第2回動軸の周りの第2取付板の回動と、を生じさせる別個の回動駆動手段を設ける必要がないので、別個の回動駆動手段を設ける場合に比し、回動駆動手段の個数を減少させると共に別個の回動駆動手段の動作を同期させる機構も要さないので、本試験器を簡単に構成することができる。
両縁部位置関係保持手段は、第1取付板及び第2取付板が直接又は間接に取り付けられるが、第1取付板に対し第1直線(第1線分を含む)の周りに回動可能に第1取付板が直接又は間接に取り付けられると共に、第2取付板に対し第2直線(第2線分を含む)の周りに回動可能に第2取付板が直接又は間接に取り付けられる。そして、両縁部位置関係保持手段は、第1取付板に対する回動可能な軸である第1直線と、第2取付板に対する回動可能な軸である第2直線と、の間の距離を一定に保持する。かかる両縁部位置関係保持手段を支持手段が有すれば、支持手段を簡単に構成することができる。
そして、リンク機構は、第2回動軸の周りに第2取付板が回動するように両縁部位置関係保持手段を移動させると、両縁部位置関係保持手段が取り付けられた第1取付板の部分(第1直線上)及び第2取付板の部分(第2直線上)を移動させ(第1線分と第2線分とを含む平面が平行移動する。)、第2回動軸の周りに第2取付板を回動させることができる。
このように回動駆動手段が取り付けられた第1回動棒の回動軸である第1回動軸の絶対的位置は不変で、第2回動軸の絶対的位置を移動させて第1回動軸と第2回動軸との間の距離を変化させることにより、回動駆動手段が取り付けられた第1回動棒を移動させる必要がないので本試験器を簡単な構成にすることができる(回動駆動手段が取り付けられた第1回動棒を移動させるには、回動駆動手段と第1回動棒とを含め一体として移動させれば移動部分が大形で重くなる問題があり、回動駆動手段は移動させず第1回動棒のみを移動させるには回動駆動手段から第1回動棒への動力伝達が複雑になる問題がある。)。
支持手段が有する両縁部位置関係保持手段は、第1取付板及び第2取付板が直接又は間接に取り付けられるが、第1取付板に対し第1直線(第1線分を含む)の周りに回動可能に第1取付板が直接又は間接に取り付けられると共に、第2取付板に対し第2直線(第2線分を含む)の周りに回動可能に第2取付板が直接又は間接に取り付けられる。そして、両縁部位置関係保持手段は、第1取付板に対する回動可能な軸である第1直線と、第2取付板に対する回動可能な軸である第2直線と、の間の距離を一定に保持する。かかる両縁部位置関係保持手段を支持手段が有すれば、支持手段を簡単に構成することができる。
そして、第1回動軸と第2回動軸とを含む平面である回動軸存在面への第1線分の正投影と、回動軸存在面への第2線分の正投影と、が回動軸存在面において第1回動軸と第2回動軸との間に存し(即ち、回動軸存在面のうち、第1回動軸を含む直線と第2回動軸を含む直線とに挟まれた領域に、第1線分の正投影と、第2線分の正投影と、が存する。)、回動手段が有する往復駆動手段が、回動軸存在面に対し垂直方向に両縁部位置関係保持手段を往復動させれば、第1回動軸の周りに第1取付板が回動すると共に第2回動軸の周りに第2取付板が回動するようにでき、両縁部位置関係保持手段を往復動させる往復駆動手段という簡単な構成により本試験器を構成できる。
第1線分と第2線分とを含む平面に対して垂直かつ第1線分及び第2線分に平行な平面であって、第1線分からの距離と第2線分からの距離とが等しい平面である基準面と第1回動軸との第1距離と、基準面と第2回動軸との第2距離と、が互いに等しくなるように、第1回動軸及び第2回動軸のいずれも絶対的位置が変化するので、試験体が基準面の両側で同じように曲げられ、試験体が不意に不均一に曲がることを防止又は減少させることができる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る変形試験器(第1本試験器)11を示す斜視図である。図2(a)は、第1本試験器11を別の方向から見た斜視図(図1中の矢印A方向から見たところを示している。)であり、図2(b)は、第1本試験器11の正面図(図2(a)中の矢印B方向から見たところを示している。)である。図3(a)は、第1本試験器11の平面図(図2(a)(b)中の矢印C方向から見たところを示している。)であり、図3(b)は、第1本試験器11の右側面図(図2(a)(b)中の矢印D方向から見たところを示している。)である。図4は、後述する駆動部61、ガイドレール31b、一方支持軸部41、一方試験片取付部51、駆動軸73、他方試験片取付部81及びリンク部91を拡大して示す拡大斜視図である。図1乃至図4を参照して、第1本試験器11について説明する。また、説明及び理解を容易にするため、互いに直交する3軸であるX軸、Y軸及びZ軸を用い(これら3軸の方向を図中にX、Y及びZとして示す。)、Z軸に垂直な平面をXY面といい、X軸に垂直な平面をYZ面といい、Y軸に垂直な平面をXZ面という。なお、図1乃至図3においては試験片101が取り付けられた状態を図示しているが、図4においては試験片101が取り付けられていないところを示している。
一方取付板55は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面55aの4の縁部のうちの1の縁部55ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、試験片101の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、一方試験片取付部51が一方支持軸43の回動に伴って回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
そして、前述の如く、駆動軸73の基端が駆動部61に取り付けられることで、駆動軸73は、所定の回動角度及び回動速度によりその中心軸の周りに正逆に回動する。
他方取付板85は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面85aの4の縁部のうちの1の縁部85ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、試験片101の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、他方試験片取付部81が駆動軸73の回動に伴って回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
なお、他方試験片取付部81の駆動軸73の周りの所定の回動位置(図1〜図4)における上面85aと、一方試験片取付部51の一方支持軸43の周りの所定の回動位置(図1〜図4)における上面55aと、は、XY面に平行な一平面に属するよう位置している。
また、上面85a及び上面55aには、シート状又はフィルム状の試験片101が、試験片101の主表面が接着されることにより取り付けられる。
このように連結部材94及び連結部材96はいずれも、縁部85aeが含まれる直線に含まれる回動軸の周りに回動自在に他方取付板85に対して取り付けられると共に、縁部55aeが含まれる直線に含まれる回動軸の周りに回動自在に一方取付板55に対して取り付けられているので、後述のように、駆動軸73の回動に伴って他方取付板85が回動すると、縁部85aeと縁部55aeとの間の距離は一定かつ縁部85aeと縁部55aeとの間は平行のまま、一方取付板55も回動する。駆動軸73の回動に伴って他方取付板85が回動しても、連結部材94、96の長手方向はZ軸に平行に保たれ、縁部55aeと縁部85aeとを含む平面は常にZ軸に対して垂直に保たれる(縁部55aeと縁部85aeとを含む平面は、他方取付板85の回動によって平行移動する。なお、縁部55aeと縁部85aeとは、同じXY面に常に属する。)。
なお、この一方取付板55の回動に従って、一方支持軸部41はガイドレール31a、31bに沿って自由にスライド移動する。
まず、図4の状態においては、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとは、Z軸に垂直な同じ一平面にほぼ属しており、上面85aと上面55aとに取り付けられた試験片101(図4〜図6においては図示を省略している)は平面に沿った真っ直ぐな状態になっている。
また、この取付部83a、83b及び他方取付板85の正方向への回動により、連結部材94、96の前記他端(上端)に回動自在に取り付けられた一方試験片取付部51(取付部53a、53b、一方取付板55)は一方支持軸43を中心に逆方向(図中において反時計回り)に回動する。その一方試験片取付部51の一方支持軸43の周りの回動により、一方支持軸部41(スライド部45a、45b、一方支持軸43)はガイドレール31a、31bに沿ってY軸と平行に他方試験片取付部81に近づくように移動する(連結部材94、96により、縁部85aeと縁部55aeとの間の距離は一定かつ縁部85aeと縁部55aeとの間は平行に保たれる。)。
駆動軸73の正方向への回動は、図4の状態から図5の状態を経由して図6の状態(図6の状態では、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとが略平行になっている。)に至るまで回動する(図6の状態で該回動は停止する。)。図6の状態においては、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとに取り付けられた試験片101(図4〜図6においては図示を省略している)が折り畳まれた状態になる。
このような試験片101の折り畳み試験(図4、図5、図6、図5、図4の順に動作する)においては、図8に示すように、縁部85ae、55aeは、常に平行でありその間の距離Kが一定に保たれると共に、Z軸に垂直な一平面に属する。また、試験片101の折り畳み試験において、縁部85ae、55aeからの距離が等しくY軸に垂直な平面Pに対して、上面85aと上面55aとは常に面対称になっている。
図8(a)(b)(c)に示すように、上面85aと上面55aとに取り付けられた試験片101は、互いに平行でありかつ距離Kが一定の縁部85ae、55aeを中心に平面Pに面対称に回動する2の上面85a、55aの間で折り曲げられる。このため、縁部85ae近傍、縁部55ae近傍、そして縁部85ae、55aeの間、いずれの部分の試験片101もほぼ同じ曲げ半径により曲げられ、試験片101の位置によって曲げ条件が不意に偏りにくいことから、再現性の高い試験を行うことができる。そして、距離Kを変更することで試験片101の曲げ半径を変更することができる(K/2がほぼ試験片101の曲げ半径となる。)。また、このような第1本試験器11では、距離Kが0になるまで自由に変更できるので、試験片101の曲げ半径を極めて小さくすることもできるので、種々の曲げ試験に対応できる。
加えて、第1本試験器11においては、試験片101を上面55aと上面85aとに取り付けると共に試験片101から見たときに縁部55ae、85aeを中心に縁部55ae、85aeが常に平行かつ距離Kが一定に保たれた状態で上面55a、85aを回動させるため、縁部85ae近傍と縁部55ae近傍との間に存する試験片101の部分を変形させるものの、それ以外の試験片101の残部(主として上面55aと上面85aとに面している部分)はほぼ変形させない。このことは、変形試験の対象とすべき部分を選択的に変形させるものであり、正確かつ高再現性の変形試験を可能ならしめる。
そして、第1本試験器11においては、試験片101が取り付けられる上面55aと上面85aとが、試験片101の意図した曲げを生じるためのみの動きをするので、(特許文献1中の板バネ12を要することなく)試験片101が意図しない変形を生じる力(例えば、試験体が不意に不均一に曲がる力、試験体を引っぱる力や圧縮する力)が試験片101に加わることを防止又は減少させることができる。
第1本試験器11においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83b、連結部材94、96を含む。)は、第1線分S1が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板85)が直接又は間接に取り付けられると共に、第2線分S2が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)が直接又は間接に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する両縁部位置関係保持手段(ここでは連結部材94、96)を有するものである。
第1本試験器11においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83b、連結部材94、96を含む。)は、第1線分S1と平行な第1回動軸(駆動軸73の中心軸)の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板85)を支持すると共に、第2線分S2と平行な第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)を支持し、第1回動軸と第2回動軸との間の距離が変化可能なものである取付板支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83bを含んで構成される。)を有する。
第1本試験器11においては、第1線分S1と第1回動軸(駆動軸73の中心軸)との間の距離と、第2線分S2と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)との間の距離と、が等しいものである。
第1本試験器11においては、第1線分S1と第2線分S2とを含む平面である縁部存在面と、第1回動軸(駆動軸73の中心軸)と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)とを含む平面である回動軸存在面と、が平行又は同一平面に属するものである。
第1本試験器11においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83b、連結部材94、96を含む。)は、第1線分S1が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板85)が直接又は間接に取り付けられると共に、第2線分S2が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)が直接又は間接に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する両縁部位置関係保持手段(連結部材94、96)を有し、前記リンク機構(リンク軸92、アングル部材93、95、連結部材94、96)は、第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)の周りに第2取付板(一方取付板55)が回動するように両縁部位置関係保持手段(連結部材94、96)を移動させるものである。
第1本試験器11においては、第1回動軸(駆動軸73の中心軸)の絶対的位置は不変であると共に、第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)の絶対的位置が移動することで、第1回動軸(駆動軸73の中心軸)と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)との間の距離が変化するものである。
図9は、本発明の第2実施形態に係る変形試験器(第2本試験器)211を示す斜視図である。図10(a)は、第2本試験器211を別の方向から見た斜視図(図9中の矢印E方向から見たところを示している。)であり、図10(b)は、第2本試験器211の正面図(図10(a)中の矢印F方向から見たときの第2本試験器211を示している。)である。図11(a)は、第2本試験器211の平面図(図9及び図10(a)中の矢印G方向から見たところを示している。)であり、図11(b)は、第2本試験器211の右側面図(図10(a)(b)中の矢印J方向から見たところを示している。)である。図12は、後述する駆動部261、ガイドレール31b、一方支持軸部41、一方試験片取付部51、駆動棒273、他方支持軸部241、他方試験片取付部251及びリンク部291を拡大して示す拡大斜視図である。図9乃至図12を参照して、第2本試験器211について説明する。また、説明及び理解を容易にするため、互いに直交する3軸であるX軸、Y軸及びZ軸を用い(これら3軸の方向を図中にX、Y及びZとして示す。)、Z軸に垂直な平面をXY面といい、X軸に垂直な平面をYZ面といい、Y軸に垂直な平面をXZ面という。なお、図9乃至図11においては試験片101が取り付けられた状態を図示しているが、図12においては試験片101を取り外したところを示している。
一方取付板55は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面55aの4の縁部のうちの1の縁部55ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、試験片101の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、一方試験片取付部51が一方支持軸43の周りに回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
他方取付板255は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面255aの4の縁部のうちの1の縁部255ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、試験片101の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、他方試験片取付部251が他方支持軸243の回動に伴って回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
そして、前述の如く、駆動棒273の一端(下端)が駆動部261に取り付けられると共に、駆動棒273の他端(上端)がリンク部291に取り付けられている。
この一対の連結部材296a、296bいずれも、縁部255aeが存する直線を回動中心とするように他方取付板255に回動自在に取り付けられると共に、縁部55aeが存する直線を回動中心とするように一方取付板55に回動自在に取り付けられることで、縁部255aeと縁部55aeとの距離は一定かつ縁部255aeと縁部55aeとの間は平行に保たれる。リンク部291は、駆動棒273のZ軸方向の往復動に伴いZ軸方向に往復動するのみであり、Z軸に対する方向は変化しない。
そして、連結棒297には、駆動棒273の他端(上端)が取り付けられているので、駆動部261により駆動棒273の他端(上端)がZ軸方向に往復動することにより、縁部255aeと縁部55aeとの間の距離は一定かつ縁部255aeと縁部55aeとは平行のまま(なお、縁部255aeと縁部55aeとは、同じXY面に常に属する。)、他方取付板255及び一方取付板55は正逆に回動する。このときの他方取付板255及び一方取付板55の回動のいずれの状態においても、上面55aが含まれる平面と上面255aが含まれる平面とは縁部255aeと縁部55aeから等距離にあるXZ面に対して面対称となる。この他方取付板255及び一方取付板55の回動に従って、他方支持軸部241及び一方支持軸部41はガイドレール31a、31bに沿ってスライド移動(往復動)する。
まず、図12の状態においては、他方取付板255の上面255aと一方取付板55の上面55aとは、Z軸に垂直な同一平面(同一のXY面)にほぼ属しており、上面255aと上面55aとに取り付けられた試験片101(図12〜図14においては図示を省略している)は該平面に沿った真っ直ぐな状態になっている。
このような他方試験片取付部251の他方支持軸243周りの正方向の回動と、一方試験片取付部51の一方支持軸43周りの逆方向の回動と、は、図12の状態から図13の状態を経由して図14の状態(図14の状態では、他方取付板255の上面255aと一方取付板55の上面55aとが略平行になっている。)に至るまで回動する(図14の状態でこれら両回動は停止する。)。図14の状態においては、他方取付板255の上面255aと一方取付板55の上面55aとに取り付けられた試験片101(図12〜図14においては図示を省略している)が折り畳まれた状態になる。
このような試験片101の折り畳み試験(図12、図13、図14、図13、図12の順に動作する)においては、第1本試験器11において図8を用いて説明したのと同様、縁部255ae、55aeは常に平行でありその間の距離Kが一定に保たれると共に、Z軸に垂直な一平面(XY面)に属する。また、試験片101の折り畳み試験において、縁部255ae、55aeからの距離が等しくY軸に垂直なXZ面である平面P(図8参照)に対して、上面255aと上面55aとは常に面対称になるように回動する。
図8(a)(b)(c)に示すように、互いに平行でありかつ距離Kが一定の縁部255ae、55aeを中心に平面Pに対して面対称に回動する2の上面255a、55aの間で、上面255aと上面55aとに取り付けられた試験片101は折り曲げられる。このため、縁部255ae近傍、縁部55ae近傍、そして縁部255ae、55aeの間、いずれの部分に位置する試験片101もほぼ同じ曲げ半径により曲げられ、試験片101の位置によって曲げ条件が不意に偏りにくいことから、再現性の高い試験を行うことができる。そして、距離Kを変更することで試験片101の曲げ半径を変更することができる(K/2がほぼ試験片101の曲げ半径となる。)。また、第1本試験器11と同様、第2本試験器211では、距離Kが0になるまで自由に変更できるので、試験片101の曲げ半径を極めて小さくすることもできるので、種々の曲げ試験に対応できる。
加えて、第2本試験器211においては、試験片101を上面55aと上面255aとに取り付けると共に試験片101から見たときに縁部55ae、255aeを中心に縁部55ae、255aeが常に平行かつ距離Kが一定に保たれた状態で上面55a、255aを回動させるため、縁部255ae近傍と縁部55ae近傍との間に存する試験片101の部分を変形させるものの、それ以外の試験片101の残部(主として上面55aと上面255aとに面している部分)はほぼ変形させない。このことは、変形試験の対象とすべき部分を選択的に変形させるものであり、正確かつ高再現性の変形試験を可能ならしめるものである。
そして、第2本試験器211においては、試験片101が取り付けられる上面55aと上面255aとが、試験片101の意図した曲げを生じるためのみの動きをするので、(特許文献1中の板バネ12を要することなく)試験片101が意図しない変形を生じる力(例えば、試験体が不意に不均一に曲がる力、試験体を引っぱる力や圧縮する力)が試験片101に加わることを防止又は減少させることができる。
第2本試験器211においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、スライド部245a、245b、他方支持軸243、取付部253a、253b、連結部材296a、296bを含む。)は、第1線分S1が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板255)が直接又は間接に取り付けられると共に、第2線分S2が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)が直接又は間接に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する両縁部位置関係保持手段(ここでは連結部材296a、296b)を有するものである。
第2本試験器211においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、スライド部245a、245b、他方支持軸243、取付部253a、253b、連結部材296a、296bを含む。)は、第1線分S1の一端側の第1取付板(他方取付板255)と第2線分S2の一端側の第2取付板(一方取付板55)とに取り付けられる一端側の両縁部位置関係保持手段(連結部材296a)と、第1線分S1の他端側の第1取付板(他方取付板255)と第2線分S2の他端側の第2取付板(一方取付板55)とに取り付けられる他端側の両縁部位置関係保持手段(連結部材296b)と、を含んでなる。
第2本試験器211においては、第1線分S1と第1回動軸(他方支持軸243の中心軸)との間の距離と、第2線分S2と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)との間の距離と、が等しいものである。
第2本試験器211においては、第1線分S1と第2線分S2とを含む平面である縁部存在面と、第1回動軸(他方支持軸243の中心軸)と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)とを含む平面である回動軸存在面と、が平行又は同一平面に属するものである。
第2本試験器211においては、第1線分S1と第2線分S2とを含む平面(XY面に平行)に対して垂直かつ第1線分S1からの距離と第2線分S2からの距離とが等しい平面である基準面(平面P)と第1回動軸(他方支持軸243の中心軸)との第1距離が、基準面(平面P)と第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)との第2距離に等しくなるように、第1回動軸(他方支持軸243の中心軸)及び第2回動軸(一方支持軸43の中心軸)のいずれも絶対的位置が変化する。
21 フレーム部
23 天板部
23a 上面
25 棒状部
31a、31b ガイドレール
41 一方支持軸部
43 一方支持軸
45a、45b スライド部
51 一方試験片取付部
53a、53b 取付部
55 一方取付板
55a 上面
55ae 縁部
61 駆動部
73 駆動軸
81 他方試験片取付部
83a、83b 取付部
85 他方取付板
85a 上面
85ae 縁部
91 リンク部
92 リンク軸
93、95 アングル部材
94、96 連結部材
101 試験片
211 第2本試験器
241 他方支持軸部
243 他方支持軸
245a、245b スライド部
251 他方試験片取付部
253a、253b 取付部
255 他方取付板
255a 上面
255ae 縁部
261 駆動部
273 駆動棒
291 リンク部
296a、296b 連結部材
297 連結棒
S1 第1線分
S2 第2線分
Claims (9)
- 試験体が取り付けられる第1取付面と、互いに直交する3軸であるX軸、Y軸及びZ軸のうちX軸に平行な第1線分の上に存する第1取付面の縁部である第1縁部と、を有する第1取付板と、
試験体が取り付けられる第2取付面と、X軸に平行な第2線分の上に存する第2取付面の縁部である第2縁部と、を有する第2取付板と、
X軸に平行な第1軸に長手方向が沿った棒状部材であり、第1取付板を第1軸の周りに回動自在に支持する第1取付棒と、
X軸に平行な第2軸に長手方向が沿った棒状部材であり、第2取付板を第2軸の周りに回動自在に支持する第2取付棒と、
第1取付棒と第2取付棒との一方又は両方をY軸方向にスライド自在に支持するスライド支持部と、
第1線分が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板が直接又は間接に取り付けられると共に、第2線分が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板が直接又は間接に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する連結部材と、
第1取付板を第1軸の周りに回動させると共に、第2取付板を第2軸の周りに回動させる回動手段と、
を備えてなり、第1縁部と第2縁部との間に試験体が架け渡される変形試験器。 - 第1線分と第1軸との間の距離と、第2線分と第2軸との間の距離と、が等しいものである、請求項1に記載の変形試験器。
- 第1線分と第2線分とを含む平面である縁部存在面と、第1軸と第2軸とを含む平面である回動軸存在面と、が平行又は同一平面に属するものである、請求項2に記載の変形試験器。
- 第1取付棒に第1取付板が第1軸の周りに回動不可能に取り付けられるものであり、
回動手段は、第1取付棒を第1軸の周りに回動させる第1取付棒が取り付けられた回動駆動手段と、第1取付棒の回動により第2取付板を第2軸の周りに従動的に回動させるリンク機構と、を備えてなる、請求項1乃至3のいずれか1に記載の変形試験器。 - 前記リンク機構は、第2軸の周りに第2取付板が回動するように前記連結部材を移動させるものである、請求項4に記載の変形試験器。
- 第1軸の絶対的位置は不変であると共に、第2軸の絶対的位置がY軸方向に移動するものである、請求項4又は5に記載の変形試験器。
- 第1軸と第2軸とを含む平面である回動軸存在面への第1線分の正投影と、回動軸存在面への第2線分の正投影と、が第1軸と第2軸との間に存し、
回動手段は、回動軸存在面に対し垂直方向に前記連結部材を往復動させる往復駆動手段を有するものである、請求項1乃至3のいずれか1に記載の変形試験器。 - 前記連結部材の前記往復動に伴って前記連結部材はY軸方向に移動せず、第1軸と第2軸とのいずれもがY軸方向に移動するものである、請求項7に記載の変形試験器。
- 前記スライド支持部は、第1取付棒と第2取付棒との一方又は両方をY軸方向にスライド自在に支持するY軸に平行なガイドレールを含むものである、請求項1乃至8のいずれか1に記載の変形試験器。
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