JPH0599820A

JPH0599820A - 微小長試料引張試験方法

Info

Publication number: JPH0599820A
Application number: JP26390191A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takeda; 誠竹田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1991-10-11
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】市販のテープの幅方向程度の微小な試料の弾
性率等を正確に測定しうる引張試験方法を提供する。【構成】微小な試料Ｓの両端部を上、下テープクリッ
プ１，２で挟んで所定の試験試料長に固定する。その
後、上、下テープクリップ１，２に連結された延長板
４，１４を引張試験機のエアーチャック１３，１５に固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気テープ等の
微小長試料引張試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、試料の弾性率等を測定するた
めの装置として種々の引張試験機が知られている。かか
る引張試験機においては、測定すべき試料をチャックで
挟み、この試料を引張ることにより引張試験を行うよう
にしている。すなわち、図８に示すように、引張試験機
の上、下のエアーチャック３０，３１の端部であるＡＢ
間より若干長めの試料３２（例えばテープ）を準備し、
この試料の上端をピンセット等で挟んで上下の一対のエ
アーチャック３０，３１間に挿入し、試料３２の下端を
自由にして自重で鉛直にたれるようにする。そして、ま
ず上のエアーチャック３０をしめる。もし、この状態で
試料３２が鉛直にたれていない場合には、上のエアーチ
ャック３０を一旦開放し、再度試料３２の位置を修正し
てから上のエアーチャック３０をしめる。十分鉛直性が
確認されたら下のエアーチャック３１もしめる。これに
より試料３２の上端部及び下端部は強固に固定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来例の方法では、図９に示すように下のエアーチャッ
ク３１をしめた時点で試料３２が若干たるむため、微小
長試料の正確な測定ができないという問題があった。す
なわち、試料長が十分に長い（１００ｍｍ以上）場合に
は、このたるみが１〜２ｍｍ程度であっても測定値の誤
差は１〜２％にしかならないが、微小長試料（４〜８ｍ
ｍ）の場合には１３〜５０％もの誤差が生じてしまう。
このため、例えばビデオテープやオーディオテープの幅
方向程度、即ち３．８１ｍｍ〜１２．６５ｍｍ程度の長
さの試料を正確に測定できなかった。

【０００４】本発明は従来例のかかる点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、市販のテープの幅
方向程度の微小な試料の弾性率等を正確に測定しうる微
小長試料引張試験方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１に
示すように、微小長試料Ｓの両端部をクリップ１，２に
より挟んで所定の試験試料長に固定した後、各クリップ
１，２を引張試験機の各引張手段１３，１５に固定する
ものである。

【０００６】

【作用】かかる構成を有する本発明においては、微小長
試料Ｓの両端部をクリップ１，２により挟んで所定の試
験試料長に固定した後に各クリップ１，２を引張試験機
の各引張手段１３，１５に固定することから、試料Ｓを
引張試験機に装着する際の試験試料長の変化を防止する
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００８】まず、図２に示すようなテープクリップを
２つ準備し、一方を上テープクリップ１とし、他方を下
テープクリップ２とする。これらは同様の構成を有して
おり、以下上テープクリップ１についてその構成を説明
する。上テープクリップ１は、例えば透明なアクリル樹
脂からなる板状のクリップ本体３を有している。このク
リップ本体３の一端部には凹部３ａが形成され、この凹
部３ａ内に例えば透明なアクリル樹脂からなる延長板４
がねじ５により取り付けられるようになっている。一
方、クリップ本体３の他端部にも凹部３ｂが形成され、
この凹部３ｂに試料Ｓを挟むためのクリップ片６が上述
の延長板４と同様にねじ７によって取り付けられるよう
になっている。

【０００９】次に、図３に示すようなテープクリップベ
ース８を準備する。このテープクリップベース８はアル
ミニウムからなる板状の部材で、その両端部に上、下テ
ープクリップ１，２がはまり込む凹部８ａ，８ｂが形成
され、さらに両凹部８ａ，８ｂの間には試料Ｓを配置す
るための溝部８ｃが形成されている。

【００１０】本実施例の方法により試験を行う場合に
は、図４に示すようにまず上テープクリップ１のクリッ
プ片６と凹部３ｂとの間に試料Ｓを挟み込み、ねじ７に
よってしっかりしめつける。

【００１１】次に、試料Ｓをセットした上テープクリッ
プ１のクリップ本体３を図５に示すようにテープクリッ
プベース８の一方の凹部８ａにはめ込みその端部（図中
ａの位置）までしっかり押し込む。そして、試料Ｓと他
方の凹部８ｂに向けて延ばす。

【００１２】その後、図５に示すように、下テープクリ
ップ２をテープクリップベース８の他方の凹部８ｂには
め込みその上端部（図中ｂの位置）まで押し込む。そし
て、試料Ｓの端部をクリップ片９とクリップ本体１０の
凹部１１との間に挟み込み、ねじ１２によって試料Ｓを
しっかり固定する。

【００１３】これにより、試料Ｓは上、下テープクリッ
プ１，２によってしっかり固定され、テープクリップベ
ース８の凹部８ａ，８ｂの端部間即ち図中ａｂ間の距離
ｘ₁が試験試料長となる。尚、試料Ｓを下テープクリッ
プ２に固定した後は、テープクリップベース８から上、
下テープクリップ１，２を外しておく。

【００１４】さらに、図１に示すように、上テープクリ
ップ１に取り付けられた延長板４を後述の引張試験機の
上エアーチャック１３に固定する。そして、試料Ｓが鉛
直にセットされたことを確認して、下テープクリップ２
の延長板１４を引張試験機の下エアーチャック１５に固
定する。

【００１５】その後は、通常の手順に従い上、下エアー
チャック１３，１４を駆動して試料Ｓの引張試験を行
う。

【００１６】本実施例の方法により引張試験を行うこと
により、試験試料長の変化を防止することができ、この
結果、測定精度を１０倍程度向上し、誤差も１．３〜
２．５％程度に低減することが可能になった。

【００１７】尚、下テープクリップ２の延長板１４を下
エアーチャック１５に固定した際、試料Ｓのたるみは生
ずるが、試料Ｓは図５においてテープクリップベース８
のａｂ間の距離ｘ₁で規定され上、下テープクリップ
１，２によってしっかり固定されているため、実質的な
試験試料長ｘ₂（＝ｘ₁）には変化が生じない。

【００１８】ところで、試料の弾性率の算出は、フック
の法則に従うと、応力とひずみ即ち試料Ｓに作用する荷
重とその伸びが比例関係にある（図６の直線の傾きθが
一定である）領域で行わなければならない。この荷重と
伸びが比例する限界点は、磁気テープにおいては、その
伸びがおよそ０．５％の場合である。従って、少々余裕
をみて上限を０．４％程度と考えれば、３点の測定値か
ら算出する場合、下限を初期テープのたるみ分の０．１
％をとって、弾性率算出領域は０．３％±０．１％の範
囲とみなければならない。

【００１９】一方、現状の引張試験機の性能は、変位量
即ち試料の伸び量の最小値が１０μｍでデータ処理のサ
ンプリングスピードが１００ｍｓｅｃである。そこで、
試料長１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件
で考えると、上述した０．３％±０．１％の算出条件で
は最小０．１％の分解能があれば概ね弾性率が計算でき
る。そして、試料長１００ｍｍの０．１％は０．１ｍｍ
の伸びに相当するから、変位量の最小値０．０１ｍｍは
十分な値である。一方、サンプリングスピードが１００
ｍｓｅｃの場合、毎秒１．６６６ｍｍの変位量を１０分
割してカウントするから、０．１６６ｍｍ間隔でサンプ
リングしていることになる。従って、１００ｍｍ長、１
００ｍｍ／ｍｉｎの条件で弾性率を計算しようとする
と、実際は０．３％±０．１６６％の領域での計算とな
り、実用的にはギリギリの線で合格する。

【００２０】しかしながら、微小長の試料として例えば
８ｍｍテープの幅方向の弾性率を測定するには、この分
解能で十分かどうか次に検討してみる。この場合、試料
長は、上、下のチャッキングの部分即ち上、下テープク
リップ１，２によって挟まれる２ｍｍ程度を見込むと、
実効試料長は４ｍｍとなる。４ｍｍの試料長で０．１％
の分解能を得るためには、最小変位量で４μｍが必要と
なる。一方、サンプリングスピードは、引張スピードを
３ｍｍ／ｍｉｎとして０．０５ｍｍ／Ｓ／カウント数＝
４×１０^-3ｍｍからカウント数は１２．５／毎秒とな
り、この結果、８０ｍｓｅｃのサンプリングスピードが
要求される。

【００２１】以上の検討から、８ｍｍテープの幅方向の
弾性率を測定可能とするためには、最小変位量が４μ
ｍ、サンプリングスピードが８０ｍｓｅｃであればよい
ことが判明した。そこで、本実施例の試験を行うにあた
っては、以下に示すような構成の引張試験機を用いてい
る。

【００２２】図７に示すように、この引張試験機は、公
知の引張試験機における試料の伸び計の代わりにパルス
エンコーダを設け、これにより試料の伸びを測定するよ
うにしたものである。

【００２３】まず、試験機本体２０には、昇降自在の荷
重台２１が設けられ、この荷重台２１は、ねじが切られ
た駆動軸２２の回転によって上下するようになってい
る。試験機本体２０の上部及び下部には上、下エアーチ
ャック１３，１５が設けられ、上エアーチャック１３は
試料Ｓに加わる荷重を測定するため荷重台２１上に設け
られたロードセル２３に連結されている。そして、上、
下エアーチャック１３，１５は、上述の上、下テープク
リップ１，２の延長板４，１４を固定できるようになっ
ている。

【００２４】ロードセル２３は試料Ｓに加わる荷重を記
録するための記録計２４に接続され、この記録計２４
は、Ａ／Ｄコンバータを含むインターフェースボックス
２５に接続されている。また、荷重台２１には、駆動軸
２２の回転数を検出するためのセンサ２６が設けられ、
このセンサ２６は、パルスエンコーダ２７を介してイン
ターフェースボックス２５に接続されている。このパル
スエンコーダ２７は、駆動軸２２の回転数即ち試料Ｓの
引張速度に対し最小１μｍの分解能を有し、またサンプ
リングスピードが５０ｍｓｅｃとなるようなものを使用
する。インターフェースボックス２５は、荷重台２１を
昇降させるための駆動制御部２８に接続されている。そ
して、このインターフェースボックス２５はインターフ
ェースモジュール２８を介してコンピュータ２９に接続
され、またこのコンピュータ２９はデータを表示するた
めの例えばＣＲＴ等の表示手段３０及びデータを打ち出
すためのプリンタ３１に接続されている。

【００２５】かかる構成を有する引張試験機にあって
は、ロードセル２３からの荷重信号が記録計２４に送出
されて記録され、さらに記録計２４からこの荷重信号が
インターフェースボックス２５に送出される。インター
フェースボックス２５においては、アナログの荷重信号
がディジタル信号に変換され、インターフェースモジュ
ール２８を介してコンピュータ２９に送出される。

【００２６】一方、センサ２６においては駆動軸２２の
回転が検出され、その検出信号がパルスエンコーダ２７
により符号化されてインターフェースボックス２５に送
出される。そしてこのデータが試料Ｓの伸びのデータと
なり、このデータはインターフェースモジュール２８を
介してコンピュータ２９に送出される。コンピュータ２
９においては、上述の荷重データと試料Ｓの伸びのデー
タに基づいて試料Ｓの弾性率を算出し、その値を表示手
段３０で表示するとともにプリンタ３１にて打ち出す。
尚、荷重台２１の上昇、下降及び停止はインターフェー
スボックス２５からの制御信号により行う。

【００２７】このような引張試験機を用い、同一の磁気
テープについて１００ｍｍ長と微小長（８ｍｍ）試料の
弾性率を測定した。その結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１より、１００ｍｍ長と８ｍｍ長の試料
の測定値がよく近似し、相関していることが理解され
る。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明においては、微
小長試料の両端部をクリップにより挟んで所定の試験試
料長に固定した後に各クリップを引張試験機の各引張手
段に固定することにより、市販のテープの幅方向程度の
微小な試料の弾性率等を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す説明図である。

【図２】同実施例に用いるテープクリップの正面図及び
側断面図である。

【図３】同実施例に用いるテープクリップベースの正面
図及び側断面図である。

【図４】試料を挟み込んだテープクリップの正面図及び
側断面図である。

【図５】試験試料長を定める方法を示す説明図である。

【図６】試料の伸びと荷重との関係を示すグラフであ
る。

【図７】本実施例に用いる引張試験機の構成図である。

【図８】従来例における試料の固定方法を示す説明図で
ある。

【図９】従来例における試料のたるみを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１上テープクリップ２下テープクリップ１３上エアーチャック１４下エアーチャック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微小長試料の両端部をクリップにより挟
んで所定の試験試験長に固定した後、各クリップを引張
試験機の各引張手段に固定することを特徴とする微小長
試料引張試験方法。