JPH06138008A - 伸び計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伸び計の機構を簡素化および安価にし、高精
度な測定を行うことができる。 【構成】 試験サンプル片を基準角度で挟持する２つの
測定子の、試験サンプル片への荷重負荷に伴う傾動を、
測定子と連動する遮蔽板の円弧運動として、光学式セン
サにより検知する。追従移動手段は検知された傾動角度
に応じて、測定子を基準角度位置に復帰させ、追従移動
手段の移動距離から、測定子上の標点間の伸びを測定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に、プラスチック
などのような試験サンプル片の引張弾性率、破断伸び等
の物性を測定する伸び計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種のプラスチック材料の急速な
普及に伴い、当該プラスチック材料についての試験精度
の高度化が必要とされ、特に、乗用車などにおける金属
材料の代替としてのプラスチック材料の活用が多くなる
につれて、このプラスチック材料に対する金属材料と同
等程度までの高精度な引張弾性率、および破断伸びの自
動的かつ連続的な測定が要望されている。

【０００３】ここで、プラスチック材料については、よ
く知られているように、比較的伸び量の少ないものから
数百パーセントの伸びを示すものまで様々な材料がある
ために、１台の伸び計によって、比較的伸び量の少ない
弾性領域から数百パーセントにも達する伸び量の塑性領
域までを高精度に連続測定することは極めて困難であ
り、従来、この種のプラスチックなどの試験サンプル片
につき、これをその弾性領域から塑性領域に至るまでを
高精度で自動的かつ連続的に測定し得る伸び計は未だ得
られていない。

【０００４】すなわち、従来にあって伸び計を用いてプ
ラスチック材料の引張弾性率を測定する場合には、弾性
領域において高精度で測定操作する必要があると共に、
自動式伸び計においては、精度面で不十分であることか
ら、通常、手動式伸び計（例えば、ストレンゲージ、差
動トランスなど）を使用するようにしている。一方、本
出願人は先に試験サンプル片の伸びを精度よく測定する
伸び計として各標点の移動によって相対的に傾動される
１組ずつ各組の各測定子と、前記各組での少なくとも一
方の各回転軸に接続されて、前記各標点の移動に伴う各
組の各測定子の傾動角度を当該回転軸の回転角度として
検出する角度測定器と、検出された角度に応じて前記各
測定子を移動させ、各標点の移動に追従させ、前記回転
角度を基準角度位置に復帰させるように作動する各追従
移動手段とを備えた伸び計を開発した。また、更に精度
よく測定するために、前記伸び計で各標点の移動距離を
算出する際に特定の補正を行なう伸び計を提案している
（特願平４−１６６６７９号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの伸び計はいず
れも各測定子の傾動角度を回転軸の回転角度としてエン
コーダ等の角度測定器によって検出している。従って、
この方式において高精度の測定を行なうには感度の高い
角度測定器が必要となる。しかしながら、既存の角度測
定器では感度に限界があり、また、角度測定器の機構は
複雑なため、高価である。そのため、より簡単な機構で
かつ高精度で測定できる装置が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな欠点を改善すべく鋭意研究を重ねた結果、試料の標
点の変位を検出機構として、角度検出器の代わりに光学
式センサを使用することによって前記課題の大幅な改善
が可能であることを知得して本発明を完成した。

【０００７】すなわち、試験サンプル片の一端部、およ
び他端部を固定させ、かつ他端部側に伸び方向の負荷荷
重をかけて、当該試験サンプル片の物性を測定する伸び
計であって、前記試験サンプル片上に間隔を隔てて初期
設定された２つの標点を各先端挟持部により所定の基準
角度で挟圧支持すると共に、各基端部を各別の回転軸上
にそれぞれ枢支させて、当該試験サンプル片への荷重の
負荷に伴う各標点の移動によって相対的に傾動される１
組ずつ各組の各測定子と、前記各組での少なくとも一方
の各回転軸に接続されて、前記各標点の移動に伴う各組
の各測定子の傾動とともに円弧運動する遮蔽板と、前記
遮蔽板の円弧運動の有無を検出する光学式センサと、前
記光学式センサによって検出された円弧運動に対応し
て、前記各傾動角度検出手段によって検出される傾動角
度に対応した信号で駆動され、前記各標点の移動に追従
して、当該各標点に対する各組の各測定子の挟圧支持を
前記基準角度位置に移動復帰させるように作動する各追
従移動手段とを備え、前記各追従移動手段による各測定
子の移動距離から標点間の伸びを測定し得るように構成
したことを特徴とする伸び計、により、前記課題を解決
することができる。

【０００８】

【作用】従って、この発明においては、測定操作に際
し、試験サンプル片に伸び方向の測定荷重を次第に負荷
させることで、まず、当該試験サンプル片の伸びに対応
して初期設定された標点位置、ひいては、各組の各測定
子の先端挟持部が基準位置から相対的に次第に傾動され
てゆき、かつこれに伴って各回転軸が回動され、各回転
軸に接続された遮蔽板が円弧運動し、遮蔽板が円弧運動
することにより光学式センサの光線が遮蔽され光学式セ
ンサにより標点の変位が検出される。次いで、該変位に
対応した信号により、各追従移動手段が駆動され、各標
点の移動に追従するようにして、これらの各標点に対す
る各組の各測定子の挟圧支持位置が当初の基準角度位置
に移動復帰されるもので、この結果、各追従移動手段に
より移動した距離を求めることにより標点の移動距離、
ひいては試験サンプル片の伸びが求められるのである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明に係る伸び計の一実施例につ
き、図１を参照して詳細に説明する。なお、本発明はそ
の要旨を超えない限り、実施例により何ら限定されるも
のではない。図１はこの発明の一実施例を適用した伸び
計の概要を模式的に示す構成説明図である。

【００１０】この図１に示す実施例構成において、プラ
スチック材料からなる試験サンプル片１は、上部、下部
の各エアチャック２，３により上下の各端部１ａ，１ｂ
の掴持させた状態で上下方向に固定保持させると共に、
当該試験サンプル片１上の異なる上下各位置にそれぞれ
の初期標点を設定し、かつこれらの各初期標点位置を上
部、および下部での各１組ずつの測定子４，５の先端挟
持部４ａ，５ａによって、常時、基準位置となる水平方
向から所定の挟圧力でそれぞれに挟持させてあり、ここ
での測定操作に関しては、同図に白抜き矢印で示されて
いるように、上部エアチャック２側に測定荷重を負荷さ
せることで実行され、当該負荷荷重によって生ずる試験
サンプル片１の伸びは、各初期設定された標点位置の移
動、ひいては、上部、下部の各測定子４，５の傾動角度
として検出される。

【００１１】前記上部、下部での各１組ずつの測定子
４，５は、この場合、説明上の煩雑さを避けるために、
各上部測定子４，４側について図示省略し、各下部測定
子５，５側についてのみ表示してあるが、下部追従移動
手段、ここでは、下部上下移動機構（追従移動手段）２
１により上下方向へ移動し得るようにした下部基盤１１
上にあって、前記挟持方向へ摺動調整可能に枢支されて
いる左右１組の各下部回転軸１２，１２により支持さ
せ、かつ少なくとも左右何れか一方の下部回転軸１２に
は、遮蔽板１３の一端が接続されている。遮蔽板１３は
測定子５，５が水平位置にあるときにはフォトカプラ１
４の光線を遮蔽しないが、測定子５が傾動し、回転軸１
２が回動したときには、遮蔽板１３は、円弧運動し、フ
ォトカプラ１４の光線を遮蔽する。

【００１２】また、前記下部上下移動機構２１は、上下
各位置に配置された１対の各下部タイミングロール２
２，２２と、これらの各下部タイミングロール２２，２
２間に張設させた下部タイミングベルト２３と、上下何
れか一方の下部タイミングロール２２を駆動制御する下
部ステッピングモータ２４とを有しており、前記下部基
盤１１は、当該下部タイミングベルト２３上の１点に結
合支持されて、前記したように上下方向への制御（追
従）移動をなし得るようにしてある。

【００１３】さらにフォトカプラ１４によって検出され
る遮蔽板１３の円弧運動の有無、すなわち下部回転軸１
２の回転の有無、ひいては下部測定子５の傾動の有無の
信号は図示しない引張試験機制御装置に入力され、該信
号に基づいて下部ステッピングモータ２４を制御駆動し
得るようにしたものである。これらの各構成は上部側に
ついても全く同様である。

【００１４】従って、上記実施例の構成では、測定操作
に際し、上部エアチャック２側に測定荷重を次第に負荷
させてゆくことにより、試験サンプル片１の伸びに対応
して初期設定された標点位置、ひいては、上部、下部で
の各測定子４，５の先端挟持部４ａ，５ａが相対的に移
動し、これらの各測定子４，５のそれぞれ、つまり、図
１においては、各下部測定子５，５の相互が当初に設定
された基準位置である水平方向から次第に傾動されてゆ
き、これに伴って図示しない各上部回転軸と各下部回転
軸１２，１２が回動され、各回転軸に接続された遮蔽板
１３（上部回転軸に接続された遮蔽板は図示せず）が円
弧運動し、フォトカプラ１４（上部測定子に対応する分
は図示せず）の光線が遮蔽するようになることにより、
各測定子の傾動が電気的に検出される。

【００１５】そして、このように検出された各測定子の
傾動に応じて図示しないステッピングモータ制御部から
出力されるパルス信号によって図示しない上部ステッピ
ングモータ、および下部ステッピングモータ２４を制御
駆動させることにより、図示しない上部基盤、および下
部基盤１１のそれぞれを伸び対応に上昇させ、図示しな
い各上部回転軸、および各下部回転軸１２を中心にし
て、上部、下部の各測定子４，５を再度、基準位置とし
ての水平方向になるまで追従回動させることができるも
ので、結果的には、上部、下部の各測定子４，５の傾動
を検出しなくなるまでの間、すなわち、上部、下部の各
測定子４，５に対応するフォトカプラ１４の光線が遮蔽
板１３によつ再度通るまでの間、必要とされる図示しな
い上部基盤および下部基盤１１の上昇距離を測定し、上
部基盤および下部基盤１１との上昇距離の差から標点間
の伸びが求められ、試験サンプル片１の引張弾性率，破
断伸びを測定することができる。

【００１６】なお、各基盤の移動距離を求めるのに際し
ては、各ステッピングモータ２４の駆動に要したパルス
信号のカウント数から算出するのが迅速かつ容易であ
る。この場合に特願平４−１６６６７９号で開示した補
正法により補正を行なえばより正確な測定が可能であ
る。

【００１７】

【発明の効果】本発明の伸び計では従来用いられていた
エンコーダ等の角度検出器に代えてフォトカプラ等の光
学式センサと遮蔽板との組合せを用いることにより機構
が比較的に簡単になり、安価に製作することが可能とな
る。また、遮蔽板の長さを長くすることにより、すなわ
ち回転軸と光学式センサとの距離を広げることにより回
転軸の傾動角度あたりの遮蔽板の円弧運動を大きくする
ことができ、引張弾性率および破断伸び等の測定の高精
度化を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を適用した伸び計の概要を
一部省略して模式的に示す構成説明図である。

【符号の説明】

１ 試験サンプル片 １ａ 試験サンプル片の上端部 １ｂ 試験サンプル片の下端部 ２ 上部エアチャック ３ 下部エアチャック ４ 上部測定子 ４ａ 上部測定子の先端挟持部 ５ 下部測定子 ５ａ 下部測定子の先端挟持部 １１ 下部基盤 １２ 下部回転軸 １３ 遮蔽板 １４ フォトカプラ（光学式センサ） ２１ 下部上下移動機構（追従移動手段） ２２ 下部タイミングロール ２３ 下部タイミングベルト ２４ 下部ステッピングモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験サンプル片の一端部および他端部を
   固定させ、かつ他端部側に伸び方向の負荷荷重をかけ
   て、当該試験サンプル片の物性を測定する伸び計であっ
   て、 前記試験サンプル片上に間隔を隔てて初期設定された２
   つの標点を各先端挟持部により所定の基準角度で挟圧支
   持すると共に、各基端部を各別の回転軸上にそれぞれ枢
   支させて、当該試験サンプル片への荷重の負荷に伴う各
   標点の移動によって相対的に傾動される１組ずつ各組の
   各測定子と、 前記各組での少なくとも一方の各回転軸に接続されて、
   前記各標点の移動に伴う各組の各測定子の傾動とともに
   円弧運動する遮蔽板と、 前記遮蔽板の円弧運動の有無を検出する光学式センサ
   と、 前記光学式センサによって検出された円弧運動に対応し
   て、 前記各傾動角度検出手段によって検出される傾動角度に
   対応した信号で駆動され、前記各標点の移動に追従し
   て、当該各標点に対する各組の各測定子の挟圧支持を前
   記基準角度位置に移動復帰させるように作動する各追従
   移動手段とを備え、 前記各追従移動手段による各測定子の移動距離から標点
   間の伸びを測定し得るように構成したことを特徴とする
   伸び計。