JP7037966B2 - Indentation test equipment - Google Patents
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本発明は、蒲鉾・ハム等の食品やヒトの柔軟な組織などに圧子を押込み、それらの柔らかさを計測する押込み試験装置に関する。 The present invention relates to an indentation test device for indenting an indenter into foods such as kamaboko and ham, and soft tissues of humans, and measuring their softness.
下記特許文献1には、柔軟な食品や人体組織などを被検体として、その柔らかさを計測する押込み試験装置が開示されている。
この装置は、図6に示すように、ペンシル状の外形を有しており、その外形を形作る筐体10の内部に、被検体に押込まれる圧子50や、圧子50を被検体に押込んだ時に圧子50に作用する力を検出する力センサ30、圧子50に作用する力に基づいて、被検体の柔らかさを評価するヤング率を算出する演算部40等が収納されている。
図7は、この押込み試験装置の構成を簡略化して示している。圧子50は、先端の半球部分の一定量が筐体10の端面11から突出するように筐体10に収容されている。
The following Patent Document 1 discloses an indentation test device for measuring the softness of a flexible food, a human body tissue, or the like as a subject.
As shown in FIG. 6, this device has a pencil-shaped outer shape, and the
FIG. 7 shows a simplified configuration of this indentation test apparatus. The
この装置を操作する操作者は、筐体10部分を把持して、筐体10の端面11が被検体に当接するまで圧子50を被検体に押込む。
このとき、筐体10の端面11が被検体に当接したときに力センサ30で検出された力(押込荷重)をF、筐体10の端面11から突出する圧子50の突出量(即ち、被検体に押込まれる圧子50の押込量)をδ、圧子50の半球面の直径をφ、被検体のヤング率をE、被検体に固有のポアソン比をνとすると、これらの間には(数1)で表される関係が存在する。
At this time, the force (pushing load) detected by the
この押込み試験装置は、被検体の柔らかさを、被検体が本来あるべき場所で測定すること(いわゆる“その場測定”)が可能である。図8には、筐体10に把持部60を設けた押込み試験装置を用いて、輸送管に装着された緩衝材の柔軟性を測定する様子や、運動直後の脚の筋肉の硬さを測定する様子を示している。
This indentation test device can measure the softness of a subject at the place where the subject should be (so-called “in-situ measurement”). In FIG. 8, a push-in test device having a
しかし、この押込み試験装置は、被検体への押込み試験を行ったとき、筐体10の端面11が被検体に接触するため、被検体の一部や被検体に付着した汚れが端面11の開口部から筐体10内に侵入する惧れがある。こうした異物を筐体10内から取り除くには大変な手間が掛かる。また、こびり付いた異物は、測定誤差の原因にもなる。
However, in this indentation test device, when the indentation test into the subject is performed, the
本出願人は、先に、押込み試験時に筐体10の端面11が被検体に接触しない押込み試験装置を提案している(特願2018-13281)。
この装置は、図9に示すように、筐体の端部から長い距離突出する圧子50と、この圧子50を取り囲む位置に配置されたピン形状の複数の接触検知センサ221とを備えている。筐体から圧子50の先端までの長さは、接触検知センサ221の先端よりも、図7の圧子50の突出量δに相当する距離だけ長くなるように設定されている。
ピン形状の接触検知センサ221は、被検体に接触したとき、電気抵抗値が変化したり、振動状態が変化したり、印加されている電気信号の周波数特性が変化したりする。それらの変化を検出することで、被検体との接触が検知できる。
The applicant has previously proposed an indentation test apparatus in which the
As shown in FIG. 9, this device includes an
When the pin-shaped
この装置を操作する操作者は、押込み試験装置の筐体等を把持し、接触検知センサ221が被検体を検知するまで、圧子50を被検体に押し込む。そして、接触検知センサ221が被検体を検知した時点の圧子50に作用する押込荷重が力センサ30で検出され、それに基づいて被検体のヤング率Eが算出される。
この装置は、押込み試験時に、筐体10の端面11が被検体に接触せず、端面11の存在する筐体10の開口位置が被検体から離れているため、被検体の一部や被検体の汚れが筐体10内に侵入する可能性が少ない、と言う利点がある。
The operator who operates this device grips the housing of the indentation test device and pushes the
In this device, during the indentation test, the
本発明は、図9の装置の更なる改良を図るものであり、押込み試験時の装置の汚れや異物の侵入を確実に防止できる押込み試験装置を提供することを目的としている。 The present invention is intended to further improve the apparatus of FIG. 9, and an object of the present invention is to provide an indentation test apparatus capable of reliably preventing the intrusion of foreign matter and dirt of the apparatus during the indentation test.
本発明は、被検体に押し込まれる圧子と、圧子と機械的に結合されて該圧子に作用する力を検出する力センサと、圧子の力センサとの機械的結合部分及び力センサが内部に配置される筐体と、圧子を取り囲むように筐体に支持された複数のピン形状の接触検知センサと、を備え、力センサに機械的に結合された圧子は、少なくとも先端部分が筐体の外部に在り、筐体から見て、圧子の先端部分が、接触検知センサの先端部分よりも所定距離遠い位置にある押込み試験装置であって、圧子及び複数の接触検知センサの先端部分を除く周囲がカバー部材で覆われていることを特徴とする。
カバー部材の存在により、押込み試験に伴う押込み試験装置の汚れや異物の付着が防止できる。
In the present invention, an indenter pushed into a subject, a force sensor that is mechanically coupled to the indenter and detects a force acting on the indenter, a mechanical coupling portion between the indenter's force sensor, and a force sensor are arranged inside. The indenter is mechanically coupled to the force sensor, with at least the tip of the indenter outside the housing, which comprises a housing and a plurality of pin-shaped contact detection sensors supported by the housing so as to surround the indenter. The tip of the indenter is a push-in test device located at a position farther than the tip of the contact detection sensor by a predetermined distance when viewed from the housing, and the circumference excluding the tip of the indenter and the plurality of contact detection sensors is It is characterized in that it is covered with a cover member.
The presence of the cover member can prevent dirt and foreign matter from adhering to the indentation test device during the indentation test.
また、本発明の押込み試験装置では、カバー部材を、接触検知センサ及び圧子を個々に挿通させる複数の貫通孔を設けた内カバーと、内カバーを外から覆う外カバーとで構成することが望ましい。
二重のカバーにより異物の侵入防止機能がさらに高まる。
Further, in the indentation test apparatus of the present invention, it is desirable that the cover member is composed of an inner cover provided with a plurality of through holes through which a contact detection sensor and an indenter are individually inserted, and an outer cover that covers the inner cover from the outside. ..
The double cover further enhances the function of preventing foreign matter from entering.
また、本発明の押込み試験装置では、複数の接触検知センサを、筐体に支持されたセンサ保持部に固定し、カバー部材を、このセンサ保持部に取り外し可能に装着することが望ましい。
こうすることで、押込み試験後、カバー部材を取り外して掃除することが」できる。
Further, in the indentation test apparatus of the present invention, it is desirable that a plurality of contact detection sensors are fixed to the sensor holding portion supported by the housing, and the cover member is detachably attached to the sensor holding portion.
By doing this, the cover member can be removed and cleaned after the indentation test. "
本発明の押込み試験装置は、押込み試験に伴う装置の汚れを確実に防ぐことができる。 The indentation test apparatus of the present invention can surely prevent the apparatus from becoming dirty due to the indentation test.
本発明の押込み試験装置は、図1及び図2(図1の断面図)に示すように、圧子50が端面から突出する筐体10と、筐体10の外周を覆う外筒部61と、外筒部61に装着されて接触検知センサ221を保持するセンサ保持部62と、圧子50及び接触検知センサ221の先端部分を除く周囲を覆うキャップ状のカバー64とを備えている。カバー64は、内カバー642と外カバー641とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2 (cross-sectional view of FIG. 1), the indentation test apparatus of the present invention includes a
図3は、筐体10と外筒部61との結合状態を示している。筐体10には、図7の装置と同様に、演算部40、力センサ30、力センサ30と圧子50との機械的結合部分などが収容される。圧子50は、筐体10から大きく突出しており、この点は、図7の構成と相違している。外筒部61は、接触検知センサ221の取り付け場所を確保するために設けられている。
FIG. 3 shows a coupling state between the
図4は、図3の構造に対して、接触検知センサ221を保持するセンサ保持部62が外筒部61に結合された状態を示している。
センサ保持部62及び外筒部61を介して筐体10に支持される接触検知センサ221の先端は、筐体10から突出する圧子50の先端よりも、筐体10から見て、近い位置にある。圧子50の先端と接触検知センサ221の先端との距離の差は、図7の装置の圧子50と筐体端部11との距離差に相当する。
センサ保持部62には、内カバー642が装着される係合部621と、外カバー641が係合される凹環部622及び凸部623とが設けられている。
FIG. 4 shows a state in which the
The tip of the
The
図5は、図4の構造に対して、内カバー642が装着された状態を示している。
内カバー642は、キャップ形状を有し、薄く、軟質な素材で形成されている。キャップの頂面には、圧子50及び接触検知センサ221の各々が通る孔を有し、その孔に圧子50及び接触検知センサ221を通した内カバー642の端部が、センサ保持部62の係合部621に装着される。
圧子50や接触検知センサ221の間から内カバー642の内側へ侵入する異物は、その大部分が内カバー642によって阻止される。
また、内カバー642が圧子50や接触検知センサ221に触れた場合でも、軟質な素材で形成された内カバー642は、圧子50や接触検知センサ221の特性に影響を及ぼさない。
FIG. 5 shows a state in which the
The
Most of the foreign matter that enters the inside of the
Further, even when the
図2は、図5の構造に対して、外カバー641が装着された状態を示している。
外カバー641は、キャップ形状を有し、硬質の素材で形成されている。キャップの頂面には、圧子50及び接触検知センサ221の全てが通る一つの大きな孔が形成されている。
また、キャップ形状の外カバー641の側壁内面には、センサ保持部62の凹環部622に嵌る凸条環と、センサ保持部62の凸部623に係合する凹部とが設けられており、それらが係合するように、外カバー641は、センサ保持部62に装着される。
センサ保持部62に装着された外カバー641は、内カバー642を保護し、内カバー642と共働して異物の内部への侵入を防ぐ。
FIG. 2 shows a state in which the
The
Further, the inner surface of the side wall of the cap-shaped
The
この装置を操作する操作者は、押込み試験装置の外筒部61を把持し、接触検知センサ221が被検体を検知するまで、圧子50を被検体に押し込む。このとき、接触検知センサ221が被検体を検知した時点の圧子50に作用する押込荷重が力センサ30で検出され、それに基づいて被検体のヤング率Eが算出される。
操作者は、押込み試験後、外カバー641及び内カバー642をセンサ保持部62から外し、圧子50及び接触検知センサ221のカバー64で覆われていない先端部分や、取り外した外カバー641及び内カバー642を掃除する。
このように、この押込み試験装置は、装置内への異物の侵入を確実に防ぐことができ、また、試験後の掃除が容易に実施できる。
なお、ここでは、カバー64を内カバー642と外カバー641とで構成する場合について説明したが、外カバー641のみでもよく、内カバー642のみでも良い。
The operator who operates this device grips the
After the indentation test, the operator removes the
As described above, this indentation test device can surely prevent foreign matter from entering the device, and can easily perform cleaning after the test.
Although the case where the
本発明の押込み試験装置は、被検体の一部や被検体に付いた汚れが装置内へ侵入することを防ぐことができ、柔らかさの測定を必要とする食品分野、医療分野、素材を扱う分野など、幅広い分野において広く利用することができる。 The indentation test apparatus of the present invention can prevent a part of a subject or stains attached to the subject from entering the apparatus, and handles food fields, medical fields, and materials that require measurement of softness. It can be widely used in a wide range of fields such as fields.
10 筐体
11 端部
30 力センサ
40 演算部
50 圧子
60 把持部
61 外筒部
62 センサ保持部
64 カバー
221 接触検知センサ
621 係合部
622 凹環部
623 凸部
641 外カバー
642 内カバー
10
Claims (3)
前記圧子と機械的に結合されて該圧子に作用する力を検出する力センサと、
前記圧子の前記力センサとの機械的結合部分及び前記力センサが内部に配置される筐体と、
前記圧子を取り囲むように前記筐体に支持された複数のピン形状の接触検知センサと、
を備え、前記力センサに機械的に結合された前記圧子は、少なくとも先端部分が前記筐体の外部に在り、前記筐体から見て、前記圧子の前記先端部分が、前記接触検知センサの先端部分よりも所定距離遠い位置にある押込み試験装置であって、
前記圧子及び複数の接触検知センサの先端部分を除く周囲がカバー部材で覆われている押込み試験装置。 The indenter pushed into the subject and
A force sensor that is mechanically coupled to the indenter and detects the force acting on the indenter,
The mechanical coupling portion of the indenter with the force sensor, the housing in which the force sensor is arranged, and the housing.
A plurality of pin-shaped contact detection sensors supported by the housing so as to surround the indenter, and
The indenter mechanically coupled to the force sensor has at least a tip portion outside the housing, and the tip portion of the indenter is the tip of the contact detection sensor when viewed from the housing. It is an indentation test device located at a position farther than the part by a predetermined distance.
An indentation test device in which the periphery excluding the indenter and the tip portions of a plurality of contact detection sensors is covered with a cover member.
前記カバー部材が、前記接触検知センサ及び圧子を個々に挿通させる複数の貫通孔を備える内カバーと、前記内カバーを外から覆う外カバーとを備える押込み試験装置。 The indentation test apparatus according to claim 1.
An indentation test device in which the cover member includes an inner cover having a plurality of through holes through which the contact detection sensor and the indenter are individually inserted, and an outer cover that covers the inner cover from the outside.
前記複数の接触検知センサが、前記筐体に支持されたセンサ保持部に固定され、
前記カバー部材が、前記センサ保持部に取り外し可能に装着されている押込み試験装置。 The indentation test apparatus according to claim 1 or 2.
The plurality of contact detection sensors are fixed to a sensor holding portion supported by the housing, and the plurality of contact detection sensors are fixed to the sensor holding portion.
An indentation test device in which the cover member is detachably attached to the sensor holding portion.
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