JPH04177145A - 粘弾性体の応力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

（従来の技術） コム製品の性能は、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。

ゴム等の粘弾性物質の粘性を測定する装置として、約６
０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等全等異世
界格されており、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
物性測定することか規格化されている。

（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１
３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１
０１ａ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
キが生スる、■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
か生じる、などの問題点かあった。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。

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、は領域す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。

これらの問題点を解決すべ（、本出願人は特願平２−７
３２４５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。

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
出か困難となる問題があった。

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。

（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、前記試料室と連通ず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。

（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。

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槽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
。

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
験一試料排出一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。

（実施例） 以下、実際の例について説明する。

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８
３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１
７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。

また、第２図（ａ）に示すように、固定ダイ８４の内周
に試料室と連通ずる対向溝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
、試験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。

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。

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
に試料より受は全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
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。

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。

モータｌ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ｌＯ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。

シャフト６と第１の基板２の間にはベアリングケース１
２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１２ｃ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１１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０−リンク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。

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は部１１
ｂ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１１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。段溝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。

上部ダイホルダ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２
６ａ、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。

上部固定ダイ１７の最下端が位置する高さにスタンド２
８ａ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２
８ａは床に固定されており、不動である。第２の基板２
８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。

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０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０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３
３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４６．４７をそれぞれ設け、
これらアームの間に微小変位計４８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。

下部固定ダイ３１及び下部ダイ３５内には電気ヒータ３
６．３７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３
５のそれぞれの温度検出器である。

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ｌ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５
０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。

試料の取り換えはシリンダ３０を駆動させてスタンド２
ａ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。

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。したかって、下部ダイ部分については説明を省
略する。

モータｌ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１．１　ａとは断熱部材２０ａを介してねじ１０
ａ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ｌｌａを取り付け、ヒータブロックｌｌａ
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５２
ａ、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ｌｌａ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ｌ
ｌａ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ｌｌａに設けた孔６０の
底まで温度検出装置６Ｉを挿入し、その先端はふた５４
ａの中央部に固定する。ヒータブロックｌｌａに設けた
孔６０の上部に椀状の受は部６０ａを設け、この受は部
６０ａ及び孔６０内に熱媒体を収納する。

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ｌ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。

以下、第６図〜第１Ｏ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。

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１２１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１１５を各々１対設
けた例であり、いずれもトルク検出ダイ８２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８１，１．７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。

又、上部ダイか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
イか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か上部回転ダイ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、−層外筒ダ
イ８３の側に試料を残す方向に働く。

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。

本発明ではこれを解消する為に、試料の排出つかみ具１
１８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。

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
様にしである。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１２３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、スフレバー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。

第１Ｏ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。

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０Ｎ−４ＮＯ
１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。

−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。

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。

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。

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。

（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ず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。

【図面の簡単な説明】

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。 ■・・・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ｔｏ、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・・・０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４
６．４７．４９・・・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５７
ａ、ｂ・・・リード線　　５９・・・熱媒体６０・・・
受は部　　　　　　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 第１図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） 四勢遼虐 第４図 （ｂ） 第７図 第８図 第９図 第１Ｏ図 第１３図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。 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。 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。 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。