JPH06323985A - 物質の基本粘弾特性を測定する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、物質の基本粘弾特性を高速でかつ
正確に測定することのできる装置及び方法を提供するこ
とを目的とし、さらに、動的応力緩和試験を実質的に自
動的に行うことの出来る方法を提供することを目的とし
ている。 【構成】 本発明は、粘弾性物質の基本粘弾特性を判定
する装置を、粘弾性物質にねじり応力を負荷する手段
と、該ねじり応力の経時的なリラクセーションを測定し
するとともに緩和応力を波形に変換する手段と、波形の
部分の形状に基づいて物質の基本粘弾特性に応じた周波
数を決定する処理手段とによって構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、物質の基本粘弾特性
の測定方法及びその装置に関するもので、特に動的応力
緩和測定装置の関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エラストマ、ゴム類、プラスチック等の
粘弾性物質は、物質のタイプに応じて変化する多数の基
本粘弾特性により表現することが出来る。実際上、これ
らの基本粘弾特性は、同一タイプの物質であっても、そ
の製造バッチ毎で変化する。従って、例えば、損失弾
性、貯蔵係数、複合粘性、損失ダンジェントといった基
本特性が、材料のタイプやグレードを特定するために使
用されている。さらにこれらの特性物質の処理特性を推
定するためにも使用される。

【０００３】物質の基本粘弾特性を決定するためにこれ
までに使用されている多くの方法は、いずれもその特性
に長時間を要し、その時間は数時間にもなる。また、こ
れらの方法は、テスト作業を行う作業者の熟練度に大き
く依存している。さらに、多数の試験を行っても、ダイ
スウエリング、リラクセーションといった物質の特性の
僅かな部分しめされるにすぎず、物質の実際の基本粘弾
特性を示すことは出来ないものとなっつている。これら
の欠点は試験の工場における使用や、試験結果が材料の
組成や処理を修正するため使用される制御装置における
使用に対してこれらの試験は不適切なものとなってい
る。

【０００４】アメリカ特許第３，６９３，４２１号及び
アメリカ特許第３，８１８，７５１号には、動的応力緩
和測定装置（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｆｌ
ａｘｏｍｅｔｅｒ：ＤＳＲ）が開示されている。これら
のアメリカ特許に開示されたＤＳＲは、比較的短時間で
の物質のある種の特性の推定を可能にするとともに、物
質及び物質のグレード間の大ざっぱな判別を可能にして
いる。これらのアメリカ特許の開示の内容は、この明細
書の開示の一部として引用する。ＤＳＲ試験において
は、粘弾性物質のサンプルは、所定の角度変形されて物
質に剪断応力を生じさせる。この状態から、経過時間に
応じて序々に減少する応力を計測して、これをプロット
することにより物質の応力緩和曲線を得る。応力緩和曲
線は、一般的に指数減衰曲線となるので、曲線に沿って
多数の標準測定点を選定することが出来、１０分以内程
度の比較的短時間に試験資料に関する重要な情報を得る
ことが判る。この情報は、ダイスウエリングや、処理の
容易性又は試験された物質のタイプ又はグレード等を推
定するために用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＤＳＲ試験は、従来の
方法に較べて非常に進歩した試験方法ではあるが、物質
の基本粘弾特性を定量的に決定することが出来ない問題
を有している。 そこで、精度を向上したＤＳＲ装置及
び、そのＤＳＲ装置に組み合わせて使用されて、測定結
果を判定して物質の基本粘弾特性を決定する手段の開発
が望まれている。

【０００６】なお、本明細書において、「粘弾性」の語
は合成ゴム、天然ゴム、プラスチック、熱可塑性プラス
チック、エラストマ及びその他の粘弾性を有する物質を
包含する意味で使用されている。本発明の目的は、従っ
て、物質の基本粘弾特性を高速でかつ正確に測定するこ
とのできる装置及び方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は動的応力緩和試験を実
質的に自動的に行うことの出来る方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の第一の
形態よれば粘弾性物質の基本粘弾特性を判定する装置
は、粘弾性物質にねじり応力を負荷する手段と、該ねじ
り応力の経時的な緩和を測定するとともに緩和応力を波
形に変換する手段と、波形の部分の形状に基づいて物質
の基本粘弾特性に応じた周波数を決定する処理手段とを
有する。

【０００９】なお、好ましくは、前記処理手段は、波形
に対応したディジタル信号を発生する第一の専用プロセ
ッサと、前記ディジタル信号の部分から基本粘弾特性を
決定する、例えばＩＢＭ相当のマイクロコンピュータ等
の第二の汎用プロセッサとを有する。また、試験する物
質の基本粘弾特性の決定の自動化を容易にするために、
前記第一のプロセッサが波形を判定して、ディジタル波
形が粘弾性物質にねじり応力を負荷した場合に予測され
る波形と大幅に異なる場合に、基本粘弾特性の決定を中
止する。

【００１０】また、本発明の第二の形態によれば、粘弾
性物質の基本粘弾特性の決定方法は、粘弾性物質にねじ
り応力を負荷し、該ねじり応力の経時的な緩和を測定す
るとともに緩和応力をアナログ波形に変換し、ディジタ
ル波形を発生するため、アナログ信号波形をディジタル
化したディジタル波形の部分の形状に基づいて物質の基
本粘弾特性に応じた周波数を決定することを含んでい
る。

【００１１】この場合において、試験する物質の基本粘
弾特性の決定方法の自動化を容易にするために、前記波
形を分析して試験の開始及び終了を検出し、試験が有効
に行われたか否かを検出する。好ましくは、試験される
物質の基本粘弾特性は、例えばトルクの振幅に試験され
る物質の形状因子を乗算する等によって、波形の振幅に
基づいてトルクを剪断緩和係数値に変換し、剪断応力係
数値を、八木／前川近似法（Ｙａｇｉ／Ｍａｅｋａｗａ
ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）によって周波数に依存
する基本粘弾特性に変換する。

【００１２】

【作用】本発明の上記した第一及び第二の形態によれ
ば、基本粘弾特性を試験する粘弾性物質には、ねじり応
力が負荷される。このねじり応力は、試験する粘弾性物
質の粘弾性による緩和によって経時的に減少する。この
ねじり応力の経時的な緩和測定し、測定結果を緩和応力
に応じた波形に変換する。この波形は、試験する物質の
基本粘弾特性に応じて変化するので、本発明の第一及び
第二の形態においては、この波形を処理することによっ
て物質の基本粘弾特性に応じた周波数を発生する。

【００１３】なお、本発明の上記以外の目的及び利点
は、以下の説明において明確となろう。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付する図面を参
照しながら説明する。なお、以下に説明する実施例は、
発明の構成を理解するためのみに示すもので、本発明
は、以下の実施例に限定されるものではないことは、銘
記されなければならない。

【００１５】図において、同一又は同様の要素は、同一
の参照符号を用いて説明する。図１乃至図３は、動的応
力緩和測定（ＤＳＲ）装置１０を示している。ＤＳＲ装
置１０は、動的応力緩和測定器１２と、専用プロセッサ
１４、汎用プロセッサ１６、プリンタ１７及びプロッタ
１８とを有しており、これらの構成装置は協働して機能
して試験する粘弾性物質に関する量的情報及び質的情報
の双方の情報を提供する。

【００１６】動的応力緩和測定器１２は、粘弾性物質
（以下、供試体と称す）に、一般に１／２度、１度又は
２度の所定の衝撃的なたわみを発生させて、供試体の試
験を行う。（なお、物質の特性やＤＳＲ装置の性能及び
設計に応じて他の偏向を生起させて試験を行うことも可
能である。）これにより、供試体に、たわみに対抗する
ねじり応力が発生する。動的応力緩和測定器１２は、供
試体のねじり応力の経時的な緩和を測定して、アナログ
信号形式のデータを発生して、専用プロセッサ１４に供
給する。専用プロセッサ１４は、この信号を調整、濾波
するとともに、ディジタル化で専用プロセッサ及び、汎
用プロセッサ１６での処理を可能とする。

【００１７】好ましくは、ＤＳＲ装置１０は、三つの試
験を選択出来るようにように構成する。これらの試験手
順は、プログラムＩ、プログラムＩＩ及びプログラムＩ
ＩＩと呼ばれ、それぞれにデータの操作、試験の制御、
及び補助的な制御又は制御装置フィードバック、フィー
ドフォワード等の外部操作等の付加的制御が設定され
る。フィードバック制御系において使用される、ＤＳＲ
装置１０には、後述するように、基本粘弾特性又は他の
測定される特徴を決定する準備された粘弾性物質のサン
プルが与えられる。これらの特性又は測定された特徴の
いくつか又は全部の値が、適切な当なコントローラに与
えられ、このコントローラにより、サンプルを採取した
粘弾性物質を調製する連続混合装置に供給される樹脂及
び充填剤又は他の添加剤の量を調整する。また、ＤＳＲ
装置１０が制御系に用いられる他の例においては、予め
準備された粘弾性材料の処理の制御が行われる。この例
において、ＤＳＲ装置１０は、例えばタイヤ等を形成す
る一組の材料から採取されるサンプルの基本粘弾特性又
は他の測定される特徴を決定する。これらの特性又は測
定された特徴を示す値のいくつか又は全部がコントロー
ラに与えられ、コントローラは、例えば次の処理におけ
る温度及び時間等を、与えられた値に応じて調整する。
これはフィードフォワードの例であるが、処理される材
料のサンプルの分析に基づく材料処理のフィードバック
制御系にもＤＳＲ装置１０を用いることが可能である。

【００１８】専用プロセッサ１４によって行われるプロ
グラムＩの試験手順によれば、図４に示す対時間のトル
ク応答曲線が得られ、最大トルクと供試体の応力が所定
量以下に緩和される時間（又は所定時間内の応力緩和
率）が計測され、例えば２秒間等の所定の時間における
緩和トルクの合計が計算される。プログラムＩの試験結
果は、品質管理や、材料の所定の用途における適切さ及
び処理のし易さの予測等の材料の等級付けを簡易にかつ
効率的に行い得る情報として提供される。プログラムＩ
が品質管理機構において使用される場合、作業のシフト
中又は他の時間に行われるいくつかの試験の数値的な試
験結果は、汎用プロセッサ１６に供給され、この汎用プ
ロセッサ１６によって試験結果の平均又は規格誤差等の
静的分析が行われる。

【００１９】プログラムＩＩ試験手順も、同様に専用プ
ロセッサ１４によって実行され、図５に示すように、ロ
グトルク対ログ時間の応力緩和曲線が得られる。プログ
ラムＩＩのログ数のプロットにより、プログラムＩの試
験結果の正当性の証明及び説明が与えられるとともに、
例えば供試体が分岐ポリマであるか線状ポリマであるか
等の供試体のいくつかの特徴の判定を容易とする。勿
論、プログラムＩＩのプロットは、対数表現に限定され
るものではないが、対数表現のプロットによれば、使用
し易いフォーマットの情報が容易に得られるので好都合
である。

【００２０】プログラムＩＩＩの試験は、プログラムＩ
及びプログラムＩＩとは異なり、一部が専用プロセッサ
１４で実行され、他の一部が汎用プロセッサ１６で実行
される。専用プロセッサ１４は、所定数のトルク及び時
間の対のデータを発生し、これを汎用プロセッサ１６に
転送する。汎用プロセッサ１６はこれらの対のデータよ
り、周波数の関数として、例えば貯蔵弾性係数、損失弾
性係数、複合粘性、その他のタン−デルタ（ｔａｎ−ｄ
ｅｌｔａ）と呼ばれる特性等の供試体の複数の基本粘弾
特性を決定する。これらの値は予め選択された数値表現
又はグラフィック表現で表現され、いくつかの場合には
相互の関数として、又は複数の試験及び／又は複数の特
性を表すグラフとして得ることが出来る。（図６乃至図
９参照）プログラムＩ、プログラムＩＩ、プログラムＩ
ＩＩの数値出力及び／又はグラフィック出力は、ビデオ
モニタ２０に表示され、又はプリンタ１７又はプロッタ
１８によってハードコピーが作成される。ビデオモニタ
２０に表示する場合には、汎用プロセッサ１６は、実際
の座標データ位置に従った曲線の適合度の変更等の多量
なグラフィック出力の表示を可能とする。プログラム
Ｉ、プログラムＩＩ及びプログラムＩＩＩの出力は、試
験をされた物質の製造するための装置又は試験された材
料を使用する種々の装置の制御に用いられる。

【００２１】ＤＳＲ装置１０及びその構成装置の詳細を
以下に、図１乃至図３を参照しながら説明する。汎用プ
ロセッサ１６は、好ましくはＩＢＭ（商標名）のコンピ
ュータシステムと互換性のある、例えばＣＯＭＰＡＣ
（商標名）によって製造されマイクロコンピュータ等の
マイクロコンピュータによって構成することが望ましい
が、他の汎用コンピュータは、プロセッサ等を適当に通
信プロトコールを変更して使用することが可能である。
汎用プロセッサ１６には、オペレータによる操作を可能
にするためにビデオディスプレイ装置２０、キーボード
２２等が設けられる。 専用プロセッサ１４は、動的応
力緩和測定器１２から供給されるアナログ入力信号を調
整するアナログの回路とディジタル信号の分析及び記録
と行うとともに汎用プロセッサ１６にディジタル出力を
供給するためのディジタル回路とを有している。ディジ
タル回路の中心回路としては、ＩＮＴＥＬ（商標名）の
８０８５マイクロプロセッサによって構成することが望
ましい。なお、他のマイクロプロセッサを使用すること
も当然可能である。専用プロセッサ１４に関して、以下
にさらに詳細に説明する。

【００２２】動的応力緩和測定器１２は、キャビネット
３２を構成する複数のパネル３０を有しており、３２の
一部にはステータ装置３４、ロータ装置３６、制御用電
子回路３７（図１５参照）、及びこれらの構成部品を所
定位置に保持するための支持構造３８が収容される。基
本的に、動的応力緩和測定器１２を、物質の試験に使用
する場合、所定量の物質がステータ装置３４上に載置さ
れる。ステータ装置３４上に載置された物質は加熱され
る。ステータ装置３４及びロータ装置３６は、相互に接
近するように動作して物質に圧縮力を付与して所定の厚
さのサンプル片を形成する。このサンプルに上述したた
わみが与えられる（ねじり応力を発生させる）。これに
よって特にたわんだ後、緩和した材料として手動モード
で得られたデータは処理され、以下に例示するような種
々の用途で使用される。なお、動的応力緩和測定器１２
の動作の詳細は以下に詳述する。

【００２３】動的応力緩和測定器１２の前面のステータ
装置３４の直上には、上側コントロールパネル４０が設
けられている。上側コントロールパネル４０には、手
動、自動及びオフに動作モードを切り替えるための三極
スイッチ４２と、電源スイッチ４３及び一対の三極スイ
ッチ４４ａ及び４４ｂが設けられている。三極スイッチ
４４ａ及び４４ｂの一方はコントロールパネル４０の左
端に位置し、他方はコントロールパネルの右端に位置し
ている。これらの三極スイッチ４４ａ及び４４ｂは、後
述するステータ装置３４及びロータ装置３６の開閉を行
う。三極スイッチ４４ａ及び４４ｂは、無効位置（オフ
位置）に付勢されている。ステータ装置３４及びロータ
装置３６を閉塞位置に動作させるためには、ステータ装
置３４をロータ装置３６よりも僅かに低い位置に配置す
る。この位置にステータ装置３４を配置するためには、
三極スイッチ４４ａ及び４４ｂが同時に閉塞位置の保持
されなければならない。この三極スイッチ４４ａ及び４
４ｂの構成によって、オペレータが不用意にステータ装
置３４とロータ装置３６の閉塞位置への移動を行うこと
を防止して、オペレータの負傷を防止することができる
安全面での利点がある。また、一対のインジケータラン
プ４６、４８によりステータ装置３４及びロータ装置３
６の開閉位置を視覚的に表示する。さらに、動的応力緩
和測定器１２の上端部近傍には、閉塞、ストローク及び
引き込み圧力を目視によって読み取ることの出来るゲー
ジ５０、５２、５４が設けられている。

【００２４】上側コントロールパネル４０の直下には下
側コントロールパネル５６が設けられており、この下側
コントロールパネル５６にはステータ装置３４とロータ
装置３６の温度を設定することが出来るステータ装置３
４及びロータ装置３６の温度コントローラ５８、６０
と、動的応力緩和測定器１２の閉塞から粘弾性材料への
たわみ力の負荷までの時間を制御するプリセット可能な
ストロークタイマ６２が設けられている。

【００２５】支持構造３８は、図３に示すように、ベー
ス６４とこのベースから垂直に延びる四本の支持支柱６
６を有している。垂直の支持支柱６６の上端部には第二
のベース６８が取り付けられている。これらのベース６
４、支持支柱６６及び第二のベース６８により、支持テ
ーブル７０が取り付けられる安定構造が形成される。支
持テーブル７０から延びる四本のシリンダロッド７２
は、四角形状に配置されロータテーブル７４とステータ
テーブル７６を正確な相対位置に保持する。ロータ装置
３６が載置されるロータテーブル７４は、シリンダロッ
ド７２の上端部近傍に固定して取り付けられている。一
方、ステータ装置３４が載置されるステータテーブル７
６は、ブッシュ７８を介してシリンダロッド７２に沿っ
て移動可能に取り付けられており、シリンダロッド７２
の一部をこれに沿って上下方向に移動する。このステー
タテーブル７６及びステータ装置３４の移動は、第二の
ベース６８及びステータテーブル７６間に介装された油
圧シリンダ装置８０によって行われる。なお、油圧シリ
ンダ装置８０の隠れている端部は第二のベース６８に固
定されている。油圧シリンダ装置８０から延びるシリン
ダロッド８２はステータテーブル７６の底面に取り付け
られている。油圧シリンダ装置８０は、図示しない入口
ポート及び出口ポートへの制御油圧の給排によって動作
を制御される。

【００２６】ステータテーブル７６のシリンダロッド７
２に沿った上方への最大移動量は、図１０に示すよう
に、支持テーブル７０に形成したクリアランス孔に挿通
したロッド８４によって決定される。支持テーブル７０
の底面８８に機械ネジ等によって取り付けられたシム８
６は、ステータ装置３４の閉塞位置の高さの精密な制御
が行えるように構成されている。ロッド８４の端部にナ
ット９４によって取り付けられたストッパ部材９２は、
ステータテーブル７６が最上位に到達した時に、シム８
６に当接して、ステータテーブル７６がさらに上方に移
動することを阻止する。さらに、ステータテーブル７６
の最上位の移動位置は、ステータテーブル７６から、ロ
ッド８４の上下方向軸線にそって延びる当接ロッド９６
によって決定される。この当接ロッド９６は、ロータテ
ーブル７４の底面１００から下向きに延びる上下方向調
整ネジ９８に当接する。

【００２７】閉塞ゲージ１０２は、ステータテーブル７
６及びこれに載置されたステータ装置３４の閉塞位置の
高さを視覚的に表示する。この閉塞ゲージは、下向きに
延びるゲージピン１０２を有しており、このゲージピン
１０２は、機械ネジ等によってステータテーブル７６に
取り付けられた上下方向調整部材１０６に当接する。ス
テータ装置３４の上下方向位置の正確な情報は、図１１
に示すようにリミットスイッチによって検出される。こ
のリミットスイッチは、動的応力緩和測定器１２の制御
用電子回路３７（図１５）に設けられている。下側リミ
ットスイッチ１０８は、ステータテーブル７６に取り付
けられており、ステータテーブル７６が最下位に到達し
たときに、ピン１１０が支持テーブル７０に当接する。
上側リミットスイッチ１１２及び上側精密リミットスイ
ッチ１１４は、ステータテーブル７６に取り付けられた
共通の支持部材１１６に取り付けられている。上側リミ
ットスイッチ１１２は、上下方向に延びるピン１１８を
有しており、このピン１１８は、ステータ装置３４が閉
塞位置高さより０．０５０インチ下方の位置に到達した
ときに、ロータテーブル７４の底面１２０に当接する。
上側精密リミットスイッチ１１４は、上向きに延びるピ
ン１２２を有しており、このピン１２２は、ステータテ
ーブル７６が閉塞位置の高さより０．０５０インチ下側
の位置に到達したときに、上下方向調整コンタクト１２
４に当接する。リミットスイッチ１０８、１１２及び１
１４の電気信号は、動的応力緩和測定器１２の制御用電
子回路３７に供給される。

【００２８】外側支持部材１２６は、ロータテーブル７
４と、支持テーブル７０及びベース６４に固定されてお
り、ハウジングパネル３０が取り付けられる外側構造を
形成している。図１２及び図１３は、ステータ装置３４
及びロータ装置３６の断面を示している。ステータ装置
３４は、ステータベース１２８を有しており、このステ
ータベース１２８は、ボルト１３０によりステータテー
ブル７６に固定されている。絶縁部材１３２は、ステー
タベース１２８とステータテーブル７６の間に介装さ
れ、ステータベース１２８とステータテーブル７６間の
熱伝達を防止している。ステータベース１２８の底面１
３６には、環状溝１３４が形成されており、この環状溝
には５００ワットのリング状の電熱部材１３８が収容さ
れる。また、ステータベース１２８の底面１３６にはさ
らに、左右方向に延びる横方向溝１４０が形成されてお
り、この横方向溝１４０には、熱電対等の温度検出装置
１４２が収容される。ステータベース１２８にはさら
に、その上端面に円錐形溝１４４が形成されており、こ
の円錐形溝１４８に供試体容器１４８がボルト１５０等
によって離脱可能に取り付けられている。

【００２９】供試体容器１４８は、上端部１５４に尖頭
状の円錐形キャビティ１５２を有しており、ロータ装置
３６のロータ１５８の円錐状下側部１５６が嵌入する。
キャビティ１５２の円錐状下側領域１６０は上側に延び
る円筒面が先細に形成されている。この円錐状下側領域
１６０には、放射方向にのびるチャンネル又は溝が設け
られ。もしくは供試体容器１４８内に収容された供試体
の回転を阻止できる適宜な面として構成する。

【００３０】ロータ１５８の円錐状下側部１５６とキャ
ビティ１５２の円錐形状の下側領域１６０の面の傾斜は
同一とされている。従って、ステータ装置３４が閉塞位
置まで上昇されると、供試体の材料は、ロータ１５８と
キャビティ１５２の対向面の間にはさまれて、その全部
の部分において均一な肉厚となる。これにより、正確な
試験結果を得るために必要となる、供試体の全ての部分
に均等な応力を容易に発生することが出来るものとな
る。

【００３１】ステータベース１２８と、供試体容器１４
８及びロータ１５８は高い熱伝導性を有するとともに供
試体材料と化学反応を起こしにくい例えばクロム鋼等の
最良で形成される。ステータベース１２８と供試体容器
１４８の高い熱伝導性と絶縁部材１３２の低い熱伝導性
によって、熱伝達経路が形成され、電熱部材１３８によ
って発生された熱のステータテーブル７６への伝達によ
る損失を最小限として、効率よく供試体に伝達できるも
のとなる。ロータ装置３６は、ステータ装置３４の上方
にこれと整列した状態で位置されており、図１３に示す
ように、ロータテーブル７４に挿通してボルト１６６に
より固定される環状ハウジング１６４を有している。ロ
ータシャフト１６８は、環状ハウジング１６４内に配設
され、環状ベアリング１７０及び１７２により正確な相
対位置に保持される。ベアリング１７０、１７２は、ロ
ータシャフト１６８の環状ハウジング内における回転を
許容するとともに、軸線方向の移動を規制する。ロータ
シャフト１６８の外周面１７４はステップ状に形成され
ており、下側に向かって徐々に外径が拡大する構成と成
っている。このロータシャフト１６８ステップ状の外周
面１７４により、ロータシャフトに生じる上向きの力が
ベアリング１７０、１７２を介して分散される。

【００３２】ロータ１５８は、ロータシャフト１６８の
下端部に取り付けられている。ロータ１５８は、供試体
容器１４８に嵌入される円錐状下側部１５６と、拡開し
てロータシャフト１６８を取り付けるためのフランジ１
７８を形成する円筒軸部１７６で構成されている。ロー
タ１５８の円錐状下側部１５６には、放射方向に延びる
溝又はチャンネルが形成されており、供試体の円錐状下
側部１５６に対する回転を防止している。ロータ１５８
にはさらに上下方向通路１８２が形成されており、この
通路に２００ワットの電熱装置１８４が挿入される。ま
た、この通路１８２とずれた位置には上下方向溝１８６
が形成され、この上下方向溝には、熱電対等の温度検出
装置１８８が挿入される。電熱装置１８４及び温度検出
装置のリード線１９０はロータシャフト１６２に形成し
た軸線方向通路１９２を通って上方に延び、動的応力緩
和測定器１２の制御用電子回路３７に接続されている。

【００３３】ロータシャフト１６８の下端部には、図１
４に示すようにロータアーム２００が接続されている。
ロータアーム２００は、ロータシャフト１６８の長手方
向の一端に軸線に対して直交する方向に延びているとと
もに、ユニバーサルジョイント２０２に接続されてい
る。ユニバーサルジョイント２０２は、その他端を延長
アーム２０４に接続されている。この延長アーム２０４
は、ロードセル２０６に接続されている。ユニバーサル
ジョイント２０２によるロータアーム２００と延長アー
ム２０４の接続によって、ロータ１５８からロータシャ
フト１６８を通ってロータアーム２００へのトルクの伝
達が可能となり、このトルクがロータアーム２００によ
って線形力に変換されて延長アーム２０４を介してロー
ドセル２０６に伝達される。したがって、ロードセル２
０６は、供試体によってロータ１５８の円錐状下側部１
５６に負荷されるトルクを正確に測定することが出来る
ものとなる。ロードセル２０６は、周知の装置であり、
電気的な装置において読み取り、検出、検知、又は使用
が可能な電気的な出力を発生する。この一例は抵抗器で
あり、これをその抵抗値が負荷される値からに応じて、
又はこの負荷される値からによる変形に応じて変化する
ように構成する。また、他の例として、ピエゾ素子、可
変容量等を用いることも可能である。

【００３４】ロードセル２０６は、ホイートストンブリ
ッジ構成（図示せず）とするのが好ましい。以下の説明
においては、ホイートストンブリッジ構成を含むもの及
びホイートストンブリッジ型のロードセルにより。ロー
ドセル２０６が構成されているものとして説明する。な
お、機械的な入力を検出又は検知してこれを電気的な出
力又は所望の分解能の反応を得ることの出来る他のロー
ドセル装置又はロードセル回路を使用することも可能で
ある。したがって、機械的な応力を、一般に円錐状下側
部１５６における抵抗トルクに線形的に比例する電気信
号を発生する電気エネルギに変換することが可能な同様
の要素を使用することが可能である。電気信号は、専用
プロセッサ１４に信号線２０８を介して供給される。

【００３５】ロードセル２０６は、さらに空気式シリン
ダ２１０にシリンダロッド２１２を介して接続されてい
る。空気式シリンダ２１０は、二つのポート２１４、２
１６を有しており、これらのポートは空気圧の供給ライ
ンと排出ラインに接続されている。ポート２１４から圧
力が排出されているときに、ポート２１６に圧力を供給
することにより、シリンダロッド２１２が空気圧シリン
ダ２１０から突出する方向に動作する。これによって、
ロータ１５８が所定の角度範囲反時計回りに回転する。
この角度範囲は、シリンダロッド２１２が完全に引き込
まれた位置での、シリンダロッド２１２に取り付けられ
た環状ストッパ部材２１８と、シリンダベース２２４に
固定された当接部材２２０の軸線方向距離によって決定
される。また、環状スットパ部材２１８が当接部材３３
０に当接するときのロータ１００の位置はロータ１５８
の不動作位置であり、ＤＳＲ試験の開始時のロータ位置
に対応している。

【００３６】一方、ポート２１６から圧力を排出してい
る状態で、ポート２１４に圧力が供給されると、シリン
ダロッド２１２は空気圧シリンダ２１０に引き込まれ
る。したがって、ロータ１５８は時計回りに、シリンダ
ロッド２１２が完全に突出した位置における当接部材２
２０とシリンダロッド２１２に取り付けられた環状スト
ッパ部材２２６間の距離に対応した所定の角度範囲で回
転する。この角度範囲は、好ましくは、ロータ１５８の
２度の回転角に対応する。ロータ１５８が２度完全に回
転するための所要時間は約５ｍｓであり、これによって
供試体にたわみが与えられる。

【００３７】ロータ１５８の回転角度は、図示しないス
トッパ部材２２６に対向する当接部材２２０の面に適当
な幅のシムを取り付けることによって減少することが出
来る。このシムの取付によって、シリンダロッド２１２
の完全に突出された位置から完全に引き込まれた位置ま
でのストロークが、シムの幅分減少される。ある種の物
質においては、たわみ角度を１度乃至１／２度とするこ
とが望ましいことが分かった。例えば１度のたわみを与
えるためには、シリンダロッド２１２が完全に引き込ま
れた位置におけるストッパ部材２２６と当接部材の軸線
方向距離の１／２に対応した幅のシムが挿入され、シリ
ンダロッドのストロークを通常のストロークの１／２に
する。

【００３８】図１５には、動的応力緩和測定器１２の制
御用電子回路３７の電気回路３００の回路図が示されて
いる。基本的に回路３００は、ステータ装置３４の上下
運動と、ロータ１５８の衝撃回転及びステータベース１
２８及びロータ１５８の加熱及び温度制御を行う。回路
３００は、１１５ボルト、２０アンペアの交流電源３０
２に電源スイッチ４３を介して接続されている。回路３
００には、回路を保護するために１５アンペアのヒュー
ズ３０４が挿入されている。電源スイッチ４３がオンさ
れて、動的応力緩和測定器１２がオンの状態となってい
る時には、インジケータパネル４０がオン状態となり、
スイッチ４３ａ、４３ｂは閉となっている。これにより
回路３００の補助電源アウトレット３０６を含む残りの
部分に電源が供給される。

【００３９】回路３００に電源が供給されると、ステー
タ温度コントローラ３０８が連続的にステータ装置３４
の温度を監視して、熱電対１４２にステータ装置３４の
温度を示す出力信号を発生する。このステータ装置３４
の温度を示す信号に基づいて、ステータ温度コントロー
ラ３０８が、ソリッドステートスイッチ３１０を閉と
し、５００ワットのリング状電熱部材１３８に電源線３
１２を介して電源を供給する。１０アンペアのヒューズ
３１４が過電流から回路を保護するために挿入されてい
る。ステータ温度コントローラ３０８がステータの温度
が所望の温度に達したと判断をした場合、ソリッドステ
ートスイッチ３１４が開放されて、５００ワットの電熱
部材１３８への電源供給を遮断する。

【００４０】同様に、ロータ１５８の温度は、ロータ温
度コントローラ３１６により、ロータに設ける熱電対１
８８出力信号に基づいて制御される。ロータ１５８の温
度が選択された温度よりも低い場合には、ソリッドステ
ートスイッチ３１８が閉成されて、電源線３１２を介し
て２００ワットのロータヒータ１８４に電源が供給され
る。１０アンペアのヒューズ３２０が過電流からの回路
保護のために挿入されている。

【００４１】動的応力緩和測定器１２、ステータ装置３
４、ロータ装置３６がそれぞれ開放位置となっている状
態においては、下側リミットスイッチ１０８のピン１１
０が支持テーブル７０に当接されてスイッチ１０８Ａを
閉成して、電源線３１２を介してのコントロールパネル
４０上のインジケータランプ４８への給電を可能とし
て、開放状態を示すインジケータランプ４８を点灯させ
る。三極スイッチ４４ａ及び４４ｂは不動作位置にバイ
アスされており、従ってオペレータにより両スイッチが
同時に操作されるまで電源はこの三極スイッチ４４ａ及
び４４ｂを介しては供給されない。

【００４２】下側リミットスイッチ１０８にはさらに、
スイッチ１０８ｂが設けられている。このスイッチ１０
８ｂは、ピン１１０が支持テーブル７０に当接されてい
る状態で端子３２２に係合し、ステータベース１２８が
上昇してピン１１０が支持テーブル７０から離れている
状態では、端子３４に係合する。動的応力緩和測定器１
２が完全に開放された状態では、スイッチ１０８ｂは端
子３２２に係合された状態となっており、従って電源線
３１２から供給される電源は、クローズアップラッチ端
子３２６を介して下降ソレノイド３２８及び下降ラッチ
３３０を駆動して、ステータ装置３４を完全に下降した
位置に保持する。動作状態の下降ラッチ３３０は、常閉
下降ラッチ端子３３２を開放して、オペレータによる操
作があるまで電流の上昇ソレノイド３３４への供給を遮
断する。

【００４３】試験を開始する場合には、オペレータは、
三極スイッチ４４ａ及び４４ｂの双方を同時に上昇又は
閉塞位置に切り替える。これにより電源線３１２に供給
されている電源は上昇ソレノイド３３４及び上昇ラッチ
部材３３６に供給される。上昇ラッチ部材３３６が、常
閉の上昇ラッチクローズアップラッチ端子３２６を開放
して、下降ソレノイド３２８及び下降ラッチ３３０への
電流の供給を遮断し、下降ラッチ端子３３２を閉成す
る。これによって、ステータテーブル７６の上昇動作が
許容される。この間、ピン１１０の下側スイッチ１０８
は押圧状態で保持され、スイッチ１０８ｂは端子３２２
に係合した位置となっている。三極スイッチ４４ａ及び
４４ｂを閉塞位置に保持することによって、電源が連即
的に上昇ソレノイド３３４に供給され、ステータ装置３
４をロータ装置３６に向かって上昇させる。

【００４４】ステータ装置３４が、最終的な閉塞位置の
約０．０５０インチ下方の位置に到達すると、上側リミ
ットスイッチ１１２の上向きに突出しているピン１１８
が、ロータテーブル７４の底面に当接されて、スイッチ
１１２ａを閉成して、電源線３１２の電源のコントロー
ルパネル４０の閉成位置インジケータランプ４６への供
給を許容して、この閉成位置インジケータランプ４６を
点灯させる。同時に、上側リミットスイッチ１１２のス
イッチ１１２ｂが閉成されて、電源線３１２の電源はク
ローズダウンラッチ端子３３２と上側リミットスイッチ
１１２のスイッチ１１２ｂを介して上昇ソレノイド３３
４にオペレータスイッチ４４ａをバイパスして供給され
る。ステータ装置３４が最終閉塞位置の０．０５０イン
チ下方の位置に到達すると、上側精密リミットスイッチ
１１４のピン１２２が調整コンタクト１２４によって押
圧され、従ってスイッチ１１４ａを閉成する。自動試験
の場合には、コントロールパネル４０のスイッチ４２
は、自動位置（端子３３８と係合する位置とされ、）電
源は電源線３１２から上側リミットスイッチ１１２、三
極スイッチ４２、端子３３８及び上側精密リミットスイ
ッチ１１４のスイッチ１１４ａを介してプリセット可能
な予熱タイマ３４０に供給される。予熱タイマ３４０
は、所定値からゼロまでのカウントダウンを開始しす
る。予熱タイマ３４０の所定値は、ステータ温度コント
ローラ３０８とロータ温度コントローラ３１０のそれぞ
れが供試体の温度を所望の温度まで加熱するために十分
な時間に設定される。上昇ソレノイド３３４は、この間
最終閉塞位置に到達するまで、ステータ装置３４の上昇
動作を継続する。

【００４５】予熱タイマ３４０がタイムアウトとなる
と、タイマ端子３４２が閉成されて、電源線３１２の電
源は排気ソレノイド３４４及び排気タイマ３４６に供給
される。排気ソレノイド３４４の動作により空気圧シリ
ンダのポート２１６が大気に開放される。５秒間のタイ
ムアウト時間の最後で、排気タイマ端子３４８が閉成さ
れて、電源線３１２の電源がストロークソレノイド３５
０に供給され、７０ｐｓｉの圧力が発生され空気圧シリ
ンダ２１０のポート２１４に供給される。これによりシ
リンダロッド２１２は、引き込まれてロータ１５８を所
定の角度範囲で回転させる。この時点において、試験が
開始され、ロードセル２０６が供試体によってロータ１
５８に負荷されたトルクに比例した信号を発生して、こ
れを専用プロセッサ１４に供給する。

【００４６】動的応力緩和測定器１２が手動モードで運
転されている場合には、ステータ装置３４が最終閉塞位
置に到達した時点で、オペレータがスイッチ４２を手動
位置に切り替える。これによてスイッチ４２が端子３５
２に係合して、電源が排気タイマ３４６及び排気ソレノ
イド３４４に給電線３５４を介して供給される。これか
ら先の動作は自動モードに関して説明したものと同一で
ある。なお、動的応力緩和測定器１２は好ましくは装置
のセットアップ操作のみを手動モードで行い、実際の試
験は自動モードで行う。

【００４７】試験が完了した後、オペレータが、三極ス
イッチ４４ａ及び４４ｂの両スイッチを同時に開放位置
又は下降位置に切り替える。三極スイッチ４４ａ及び４
４ｂは、その後開放位置に保持される。これにより、電
源線３１２の電源が下側リミットスイッチ１０８の端子
３２４と係合しているスイッチ１０８ｂを介して、下降
ソレノイド３２８及び下降ラッチ３３０に供給される。
下降ラッチ３３０は、下降ラッチ端子３３２の開放位置
にラッチして、電源の上昇ソレノイド３３４及び上昇ラ
ッチ３３６への供給を、上側リミットスイッチ１１２の
スイッチ１１２ａ及び端子３３２の位置とは無関係に、
遮断する。同時に下降ソレノイド３２８が係合されステ
ータ装置３４は三極スイッチ４４ａ及び４４ｂが双方と
も開放されている間、連続的に下降する。

【００４８】回路３７の安全面での特徴としては、オペ
レータによる供試体が配置されていない状況でのステー
タ装置３４の移動を防止する。ステータ装置３４が完全
に開放位置又は完全に下降した位置となると、上昇ラッ
チ端子３２６が閉成位置となり下側リミットスイッチ１
０８のスイッチ１０８ｂが下降ラッチ３２８及び下降ソ
レノイド３３０に接続された状態となり、三極スイッチ
４４ａ及び４４ｂが同時に閉塞位置に操作されるまで、
ステータ装置３４の移動を規制する。ステータ装置３４
が、最終閉塞位置の０．０５０インチ下方位置に到達し
ていない移動状態にある場合、又は下降方向に移動して
いる場合には、三極スイッチ４４ａ及び４４ｂが設定位
置から切り替えられた場合には、ステータ装置３４の移
動は停止される。

【００４９】図１６は、専用プロセッサ１４における電
気回路のデータのフロー図を示している。専用プロセッ
サ１４の電子回路は、ロードセル２０６から供給される
アナログ信号をディジタル変換する前に、アナログ処理
をするためのアナログ回路と、ディジタル情報を分析し
て供試体の種々の粘弾特性を決定するディジタル回路と
を有している。ディジタル回路には、Ｉｎｔｅｌ ８０
８５マイクロプロセッサコンピュータで構成する処理ユ
ニット４０２と、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６、アナロ
グ／ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４０８及び以下に
詳述するように多数の他の構成要素によって構成されて
いる。

【００５０】まず、回路のアナログ回路要素及びアナロ
グ回路パッケージについて説明する。ロードセル２０６
の、ホイートストンブリッジ等の回路要素は、図１６の
ブロック２０６に概略的に示されている。ロードセル２
０６によって発生されるトルク信号は、励起された信号
電圧４１０及びセルの軸線方向の力の関数である。従っ
て、スパン回路４１２は供給電源４１４のロードセルへ
の供給電圧を５．２５ボルト±５％の範囲で調整出来る
ようにしており、これによって異なるロードセルのおけ
る感度の変動が補償されるように構成される。

【００５１】参照符号４１４は、導電線又は導電線の束
をしめしており、この導電線は接続、出力又は導線上の
信号を表すものとして用いられている。同様の参照符号
の使用法が他の導電線又は信号についても用いられる。
供試体の所定の角度でたわませた場合、ロードセル２０
６は、信号線４１６にアナログ信号を発生し、このアナ
ログ信号を差動増幅器４１８に、周知の手動ゼロ又はオ
フセット装置４２２から信号線４２０を介して供給され
る基準信号とともに供給される。差動増幅器４１８は、
基準信号４２０とロードセルの出力信号４１６を加算し
てロードセル２０６の目盛り発生する。この結果得られ
た信号は、ロードセルの出力電圧が比較的低いため１６
６のゲインで増幅される。 差動増幅器４１８の出力信
号４２４は、５０ヘルツのカットオフ周波数を有するロ
ーパスフィルタ４２６に供給され、出力信号４２４の高
周波成分が濾波される。この結果得られた信号は、以下
に詳述するプログラムＩ、プログラムＩＩ及びプログラ
ムＩＩＩの三つのプログラムのいずれが実行されている
かに応じてプログラムオフセット回路４３４によって発
生されるオフセット信号４３２と加算される。１インチ
−ポンドあたりのトルクに対して２０ミリボルトの相関
電圧を有する出力信号４３６が、ストリップレコーダ
（Ｓｔｒｉｐ ｒｅｃｏｒｄｅｒ）ｍａ又は試験信号４
３８として使用される。

【００５２】スケールユニット４４０のゲインはアナロ
グ回路要素のパッケージの種々の回路要素の累積誤差に
よってアナログ信号に生じる不可避的なエラー成分を吸
収するように調整される。スケーリングユニット４４０
でスケーリングされた信号は、０．１インチ−ポンド
（インチ−ＬｂＳ）のトルクを１カウントととするＡ／
Ｄコンバータ４０８に供給される。これにより、いかな
る選択されるアナログ回路要素に関しても仕様に合致す
るように調整がなされるので、ＤＳＲの性能に影響する
ことなくアナログ回路パッケージの交換又は取り替えを
行うことが可能となる。スケーリングされ、濾波された
トルク信号４４２は、１２ビットのＡ／Ｄコンバータ４
０８によりディジタル化される。

【００５３】Ａ／Ｄコンバータ４０８とスケーリングさ
れた信号は試験スイッチ４４４を介して接続されてい
る。試験スイッチ４４４は、試験信号４４６によりスケ
ーリング信号が、適当な条件で置き換えられることを許
容する。試験信号４４６は、既知の波形を有しており、
この波形は対時間の実際のＤＳＲ試験トルク曲線を模し
たものとなっている。試験信号の波形、従って波形に沿
ったデータポイント、が分かっているので、これに対応
する試験結果も分かっており、従って専用プロセッサ１
４によって算出された結果と、試験信号に応じて分かっ
ている値とが一致するか否かを判定することによって、
専用プロセッサ１４のディジタル回路要素が正常に動作
をしているか否かを判定することが出来る。

【００５４】試験信号は、プログラムメモリ４０４に格
納された一連のデータポイントアナログ再生信号であ
る。ＣＰＵ４０２は、アドレスバス４４８を介して位置
メモリ４０４のディジタル試験データポイント格納位置
をアクセスする。データポイントが、データバス４５０
を介してＣＰＵ４０２に返される。ＣＰＵ４０２は、試
験データを１２ビットのディジタル信号をディジタル／
アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ４５２に、１２ビットの
ラッチ４５４を介して転送する。Ｄ／Ａコンバータ４５
２はラッチされた１２ビットの試験データをアナログ試
験信号４４６に変換する。試験信号４４６は、試験中に
おけるＡ／Ｄコンバータに接続されるスケーリング信号
を同レベルの試験信号を増幅するバッファ４５６を介し
て試験スイッチ４４４に供給される。

【００５５】スイッチ４４４は、試験信号をＡ／Ｄコン
バータ４０８に供給する。Ａ／Ｄコンバータは、入力信
号がロードセル２０６によって発生された実際のトルク
緩和データを示すものか、試験データから再生されたも
のであるかに関わりなく、アナログ入力信号をディジタ
ルワードデータに変換する。Ａ／Ｄコンパータ４０８は
１２の情報ビットを有しており、４０９６の無方向性の
分解能を有している。図示の例においては、５００Ｌｂ
ｓｆのロードセル２０６には、動作状態において最大２
００ポンドの力が作用し、所望の分解能は１インチ−Ｌ
ｂｆであるから、Ａ／Ｄコンバータ４０８に４０９６の
可能なカウントの内の４０００を割り当てることが好都
合である。これにより、１カウントは約１インチ−Ｌｂ
ｓｆとなる。プログラムＩの試験においては、測定され
るトルクは常に正のトルクとなるので残りの９６は使用
しないものとなる。一方、プログラムＩＩ及びプログラ
ムＩＩＩにおいては測定結果が小さな負の値を示すこと
があるので、この場合には残りの９６を９．６インチ−
Ｌｂｓｆと等しくなうようにオフセットトして用いて小
さな負のトルクを補償するものとする。

【００５６】Ａ／Ｄコンバータ４０８の入力アナログ信
号を１２ビットのデータワードに変換する速度は１００
０又は４０００である。（他の変換率も当然使用可能で
ある）このＡ／Ｄコンバータ４０８の変換率は、精度タ
イマ４５８によって決定される。この精度タイマは、１
０００又は４０００ヘルツのクロック信号を発生して、
Ａ／Ｄコンバータ４０８にライン４６０を介して供給し
て所望の変換率を得る。

【００５７】Ａ／Ｄコンバータ４０８によって変換され
た各１２ビットのディジタルデータワードは、１２ビッ
トのデータバス４６４を介してプログラム可能な周辺機
器インターフェース装置４６２に供給される。プログラ
ム可能な周辺機器インターフェース装置４６２は、ＣＵ
Ｐ４０２によるアクセスの前にそのデータバッファ部に
ディジタルデータワードを一時記憶する。

【００５８】ＣＰＵ４０２はアドレスバス４４８を介し
てデータバッファの正しい位置を指定することによりプ
ログラム可能な周辺機器インターフェース４６２よりデ
ータワードにアクセスする。プログラム可能な周辺機器
インターフェース装置４６２より得られた各データワー
ドはＣＰＵ４０２により審査され、ＲＡＭ４０６の所定
の位置に格納される。ＲＡＭ４０６には４０キロバイト
のアクセス可能な記憶領域が一乃至複数のＤＳＲ試験の
トルク及び経過時間のデータを記録するために設定され
ている。ＲＡＭ４０６はバッテリによりバックアップが
されており、不意の電源切断により記憶データが消滅し
ないように構成される。なお、ＲＡＭ４０６に代えてＥ
ＥＰＲＯＭ技術によるチップを使用することも可能であ
る。

【００５９】ＣＰＵ４０２は情報をプロッタ１８又はプ
リンタ１７に光学インシュレータケーブル４６８を介し
て供給する。ＣＰＵ４０２はまた、カレンダクロック４
７０を有しており、８ビットのラッチ４７２を介してデ
ータに試験が行われた日時の指標を付すことが出来ると
ともに、ＣＰＵ４０２が所定のタイミングで試験データ
を転送できるようにしている。ＣＰＵ４０２は、ＵＡＲ
Ｔ４７４及び光学アイソレータ４７６を介して汎用プロ
セッサ１６にＲＡＭ４０６の格納データを転送する。

【００６０】ＣＰＵ４０２は、１４キロバイトのプログ
ラムメモリ４０４がアドレスバス４４８及びデータバス
４５０を介してインターフェースされている。プログラ
ムメモリ４０４はデータ記憶部とは分離して設けられて
おり、プログラムＩ、プログラムＩＩ及びプログラムＩ
ＩＩの一部の実行可能なプログラムコード及びこれに関
連するコンピュータプログラム及び専用プロセッサ１４
の制御に必要なオペレーションコードを記憶している。
プログラムメモリ４０４はさらに多数のポートが設けら
れており、これらのポートにより、例えば試験が実行中
であるか否か４８０、第一の時定数が経過したか否か４
８２、第二の時定数が経過したか否か４８４、データが
記憶されたか否か、等の情報を表示する発光ダイオード
表示装置４７８を制御し、さらにプログラムＩ又はプロ
グラムＩＩの試験が完了したときにこれを表示する発光
ダイオードで構成されたＲＥＡＤＹ表示４８８を制御す
る。また、他のポートは４桁のディジタル表示装置４９
０をディスプレイドライバ４９２を介して制御してお
り、手動ゼロ４２２を介してロードセル２０６の目盛付
けを行うためのトルク情報を周期的に表示させる。また
さらに他のポートは、例えば、以下に機能を詳述する追
加のキーボード４９６、リセットスイッチ４９８、ゼロ
スイッチ５００、プログラムスイッチ５０２にインター
フェースされている。

【００６１】ディジタル用電源５０４はディジタル回路
要素に５ボルトの電源を供給する。一方、アナログ用電
源は、±１５ボルトの電源を専用プロセッサ１４のアナ
ログ回路要素に供給している。図１７乃至図２２は専用
プロセッサ１４のアナログ回路部とディジタル回路部の
概略を示している。これらの図は順に連結されて一つの
回路図を構成する。図２２のロードセル２０６は、図２
１の一連の差動増幅器５５０、５５２及び５５４にアナ
ログ信号を供給する。これらの差動増幅器は図１６に関
して上述した差動増幅器４１８、ローパスフィルタ４２
６、加算器４３０及びスケーラ４４０の機能を行う。Ａ
／Ｄコンバータ４０８の出力信号（図２０）は、試験ス
イッチ４４４（図２２）を介して供給される。Ａ／Ｄコ
ンバータ４０８は、１２ビットのワードをプログラム可
能な周辺機器インターフェース装置４６２に供給する。
プログラム可能な周辺機器インターフェース装置４６２
は、二つの８ビットポートと一つの６ビットポートを有
するスクラッチＲＡＭで構成され、これらのポートの情
報はＣＰＵ４０２（図１７）によりアクセス可能であ
る。なお、ＣＰＵ４０２はＩｎｔｅｌ ８０８５マイク
ロプロセッサで構成するのが好ましく、アドレス／デー
タバス６１６と組み合わされている。ＣＰＵ４０２は約
３メガヘルツで動作する。

【００６２】好ましくは、三つのＩｎｔｅｌ製の２キロ
バイトの電子的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯ
Ｍ）の集積回路又はＥＰＲＯＭチップ５５６ａ、５５６
ｂ，５５６ｃがプログラムメモリ４０４として使用され
る。各ＥＰＲＯＭチップは８ビットの入出力ポートを有
しており、ファンクションキー４９４、発光ダイオード
ディスプレイ４７８（図１７）、Ｄ／Ａコンバータ４５
２、４桁のディスプレイ４９０に接続される。（なお、
集積回路またはチップ等の語はこれらと同等のものを使
用することが可能である。）これらのＥＰＲＯＭチップ
５５６ａ、５５６ｂ，５５６ｃ（図１７及び図１８）
は、複合アドレス／データバス５５８を介してＣＰＵ４
０２がアクセス可能であり、各ＥＰＲＯＭチップ５５６
ａ、５５６ｂ，５５６ｃには、複合アドレス／データバ
ス５５８から出力される出力の下側８ビットのアドレス
ビットをラッチすることが出来る。なおＥＰＲＯＭチッ
プ５５６ａ、５５６ｂ，５５６ｃを市販のＥＰＲＯＭで
構成する場合には、下側８ビットのアドレスデータをラ
ッチするために付加的なハードウエアをを設けることが
必要となる。これらの市販ものの例がＥＰＲＯＭ５６８
ａ、５６８ｂ（図２１）に示されている。チップ選択デ
コーダ５５９（図１９）は、ＣＰＵ４０２による記憶装
置とポートアドレスを割り当てられたＥＰＲＯＭチップ
５５６ａ、５５６ｂ，５５６ｃのアクセスを可能にして
いる。

【００６３】ＥＰＲＯＭチップ５５６ａの一つの８ビッ
トポートは、４桁の発光ダイオードディスプレイ４９０
（図１７）にディスプレイドライバ４９２（図１８）を
介して情報を供給している。ＥＰＲＯＭチップ５５６ａ
の他方の８ビットポートは、プログラムスイッチ５０２
及びゼロスイッチ５００（図１７）を監視している。Ｅ
ＰＲＯＭチップ５５６Ｃの一方の８ビットポートは、イ
ンジケータランプ４７８（図１７）を制御している。他
のポートの複数ビットは、ディスプレイドライバ４９２
を制御している。単一のチップ５６０（図１９）は、１
２ビットのＤ／Ａコンバータ４５２及び１２ビットのラ
ッチ４５４として機能をしており、アナログ試験信号を
供給する。チップ５６０には、１２ビットのディジタル
データがＥＰＲＯＭチップ５５６ｂよりバス５６２を介
して与えられる。発生されたアナログ試験信号は、ライ
ン５６４を介してスケーリング用差動増幅器５５６に供
給される。差動増幅器５５６の出力信号はＡ／Ｄコンバ
ート４０８に試験スイッチ４４４を介して供給される。

【００６４】二つの標準的な市販されている４キロバイ
トのＥＰＲＯＭチップ５６８ａ、５６８ｂ（図１８）
は、ＲＯＭに追加の８キロバイトの容量を与える。従っ
て、プログラムメモリ４０４の容量は１４キロバイトと
なる。これらのＥＰＲＯＭチップ５６８ａ、５６８ｂ
は、アドレス／データバス５５８を介してアクセスされ
る。しかしながら、これらは標準的な市販のＥＰＲＯＭ
チップであるため、アドレス／データバス５５８から下
位８ビットのアドレスをラッチするためにラッチ５７０
（図２０）が必要となる。これら下位８ビットのアドレ
スビットはＥＰＲＯＭチップ５６８ａ、５６８ｂにアド
レス専用バス５７２を介して送られる。チップ選択デコ
ーダ５７４（図１８）は、いずれのＥＰＲＯＭチップ５
６８ａ、５６８ｂがアドレスするセクタを有しているか
を検出する。

【００６５】５つの８キロバイトのスタティックＲＡＭ
５７６ａ、５７６ｂ，５７６ｃ，５７６ｄ、５７６ｅ
（図１８乃至２０）は、記憶メモリを構成する４０キロ
バイトのＲＡＭを形成している。好ましくは、これらの
ＲＡＭチップ５７６ａ、５７６ｂ，５７６ｃ，５７６
ｄ、５７６ｅは標準的な市販のチップで構成し、それた
めにＥＰＲＯＭチップ５６８ａ、５６８ｂに関して説明
したようにアドレスをラッチするためのラッチが別途必
要となる。従って、ＣＰＵ４０２がこれらのメモリーチ
ップ一つをアドレス／データバス５５８を介してアクセ
スする場合、下位８ビットのアドレスビットはラッチ５
７０によってラッチされアドレス専用バス５７２を介し
てＲＡＭチップ５７６ａ、５７６ｂ，５７６ｃ，５７６
ｄ、５７６ｅに与えられる。チップ選択デコーダ５７８
は、アクセスするアドレスを有するＲＡＭチップを動作
可能とする。チップ選択デコーダ５７８は、光学インシ
ュレーションケーブル５８０（図１７）を介して調整電
力を供給して、電力がローの場合にＲＡＭチップ５７６
ａ、５７６ｂ，５７６ｃ，５７６ｄ、５７６ｅの動作を
不能として電源のオン、オフによるデータの変化を防止
している。

【００６６】ＥＰＲＯＭチップ５５６ａ、５５６ｂ，５
５６ｃ、ＥＰＲＯＭチップ５６８ａ、５６８ｂ及びＲＡ
Ｍチップ５７６ａ、５７６ｂ，５７６ｃ，５７６ｄ、５
７６ｅ及びＵＡＲＴ５００へのタイミング信号はタイマ
ーチップ５８２（図２１）によって発生される。専用プ
ロセッサ１４の特定のハードウエア構成を図１７乃至２
２に示したが、これは専用プロセッサの構成の一例であ
ってこれに限定されるものではなく、他の構成、チップ
の変更等はその用途に応じて等業者が適宜なしうるもの
である。

【００６７】次に上記の構成の動作を説明する。図２３
乃至図３２及び図３６乃至図４１は汎用プロセッサ１６
と専用プロセッサ１４の動作を示すフローチャートであ
る。動作中の種々のステップに関して以下の説明におい
てはカッコ（）内に示す番号は図中の対応する番号のス
テップを表している。また、図中のおいて矢印とともに
示す数字は処理のジャンプ先のステップを示している。
さらに、種々のフォローチャートにおいては好適な構成
を、等業者が所有プロセッサ又は他のコンピュータプロ
グラム実行装置により実行するためのコンピュータプロ
グラムコードが再現出来るように説明する。

【００６８】ＤＳＲ試験を開始するためには、電源が既
にオンと成っていない場合には、勿論最初に電源スイッ
チ４３を投入しなければならない。この電源投入時にお
いて、汎用プロセッサ１６及び専用プロセッサ１４は初
期化処理を行う。汎用プロセッサ１６は、ＩＢＭ相当の
マイクロコンピュータにおける周知の初期化動作を行
う。専用プロセッサ１４は、ＣＰＵ４０２のソフトウエ
アリセット（ステップ８００、図２７）を行い、プログ
ラムカウンタをゼロにセットして初期機能を起動する。
この初期機能において、メモリがクリアされ、ポートの
セットアップ（８０２）が行われ、汎用プロセッサ１６
との交信の準備（８０４）が行われる。

【００６９】オペレータは供試体の概略の重量を秤量し
でキャビティ１５２の供試体容器１４８に供試体を投入
する。ロータ温度コントローラ５８及びステータ温度コ
ントローラ６０はそれぞれ動的応力緩和測定器１２の下
側コントロールパネル５６に設けられており、これらに
供試体を加熱する所望の温度がセットされる。好ましく
は、双方の温度コントローラにセットされる温度をほぼ
同一として、供試体の温度がその全ての部分において均
一となるようにする。下側コントロールパネル５６に設
けたストロークタイマ６２に、供試体の温度がロータ温
度コンロトーラ５８及びステータ温度コントローラ６９
にセットされた所定の温度に達するのに十分な時間に選
択される予備加熱時間がセットされる。オペレータは次
いで、専用プロセッサ１４の前面に配置された外部プロ
グラムスイッチ５０２をプログラムＩ、プログラムＩＩ
又はプログラムＩＩＩを行う位置にセットする。

【００７０】汎用プロセッサ１６が初期化動作を終了す
ると、オペレータは汎用プロセッサ１６に所望のプログ
ラムを実行させるコマンドを入力する。汎用プロセッサ
１６によって実行可能なコードは一般的に二つのセグメ
ントに分割されている。第一のセグメントはプログラム
Ｉ又はプログラムＩＩを実行させるもので、オペレーテ
ィングシステムレベルでＤＳＲ１又はＤＳＲ２と入力、
又はタイプインすることによって実行される。第二のセ
グメントはプログラムＩＩＩの処理を実行するもので、
オペレーティングシステムレベルでＤＳＲ３を入力する
ことによって実行される。コードが二つのセグメントに
分離されている理由は、プログラムＩ及びプログラムＩ
Ｉが専用プロセッサ１４によってのみ実行され、ＤＳＲ
が汎用プロセッサ１６の動作を伴わずに行われるためで
ある。しかしながら、プログラムＩＩＩにおいて要求さ
れる動作を行うためには、必要に応じてオペレータの高
度な操作が必要となるので、汎用プロセッサ１６を使用
する必要が生じる。入力されたコマンドに応じて、汎用
プロセッサ１６はプログラムＩ及びプログラムＩＩに対
応するメインメニュー１（図１８、６００）又はプログ
ラムＩＩＩに対応するメインメニュー２（６０１）を表
示する。両メニューに表示される例えばＤＳＲ装置の目
盛り設定、装置形状の変更、動作確認機能の実行、オペ
レーティングシステムに戻る等の多くの選択項目は共通
である。

【００７１】選択された試験を行うためのコードに関し
て説明をする前に、プログラムＩ、プログラムＩＩ及び
プログラムＩＩＩに共通な機能に関して説明する。在来
のオペレーティングシステムとして、本実施例ではＭＳ
−ＤＯＳ（商標名）が採用されている。ＭＳ−ＤＯＳに
関しては広く知られているので説明は要さない。このオ
ペレーティングシステムによりオペレータがプログラム
Ｉ又はプログラムＩＩの試験をプログラムＩＩＩの試験
を切り替えることが出来る。このオペレーティングシス
テムにより通常のマイクロコンピュータによって実行可
能な機能、プログラムの実行をすることが出来る。載荷
重量目盛りオプション（一般的に６０２）は、ＤＳＲ装
置の目盛り付けの方法を提供する。これを概括的に説明
すれば、既知の重量を懸架して装置にロードセルに既知
の力が付加されるように装置に連結する。専用プロセッ
サ１４の動作により対応するトルクが動的応力緩和測定
器１２によって計測され、４桁の発光ダイオードディス
プレイ４９０に表示される。この表示に基づいて、技術
者は装置のゼロ点４２２及びスパン４１２の調整等をを
行い目盛り付けをする。確認オプション（６０４）は、
オペレータが汎用プロセッサ１６を介して専用プロセッ
サ１４とともに動作することを許容し（図３０参照）て
スタートレベルの設定、診断の実行等を行う。同様に形
状変更オプション（６０６、図２３、図２４）ではオペ
レータが装置の例えば曲線の適合度、ロータの高さ、シ
フト時間等のデフォルト値を変更を行えるようにするも
ので、変更されたデフォルト値のいくつかは専用プロセ
ッサ１４に転送される。

【００７２】メニュー１にのみ設定されたオプション
は、プログラムＩＩデータファイルの入力オプションで
ある。このオプションの詳細は後述する。このオプショ
ンはオペレータが既に記録されているプログラムＩＩの
データファイルを、曲線適合度、スケーリング因子等の
変更などのグラフィック操作を行うために入力すること
が出来るようにするものである。プログラムＩＩＩのメ
ニュー、即ちメニュー２にのみ設定されたオプション
は、ＤＳＲ装置の部材の寸法変更オプションである。こ
のオプションは、オペレータが、例えば成形要素等の重
要ジオメトリ（幾何学）値を変更出来るようにするもの
である。これらの値はプログラムＩＩＩの実行において
基本粘弾特性を決定するためにトルクを剪断応力緩和値
に変換することにおいてのみ必要とされる値であるの
で、この値の変更はプログラムＩ又はプログラムＩＩの
実行中は許容されない。

【００７３】粘弾性物質の試験を行う場合、オペレータ
は実行しようとする試験に応じてプログラムＩ、プログ
ラムＩＩ又はプログラムＩＩＩのいずれかをメインメニ
ュー（６００又は６０１、図２３、２４）により選択す
る。プログラムＩ又はプログラムＩＩが選択された場合
には、汎用プロセッサ１６は専用プロセッサ１４の試験
機能を制御するルーチン（図２５、２６）にジャンプす
る。このルーチンにおいては、次いでオペレータに試験
を行う物質を特定する情報の入力及び例えば試験温度
（ロータ温度コントローラ５８及びステータ温度コント
ローラ６０に設定される温度）等の種々の試験パラメー
タ（７０２）の入力を要求する。次いで、このルーチン
では、ＲＥＳＥＴ−２３２データバス（７０４）を使用
して専用プロセッサ１４との接続を行う。接続がうまく
行われなかった場合には、プロセッサがオペレータに専
用プロセッサ１４のリセットを要求する（７０６）。こ
れにより専用プロセッサ１４のハードウエアリセット
（図２７、ステップ８０６参照）が行われて、専用プロ
セッサ１４のメモリがリセットされ、ポート（８０２）
がセットされて再び交信の準備がなされる（８０４）。
汎用プロセッサ１６はここで再び専用プロセッサ１４と
の接続処理（７０４、図２５、２６）を行う。専用プロ
セッサ１４が接続されると、接続されたことを示すメッ
セージがモニタ上に表示される（７０８）。次いで、ル
ーチンは一連のコマンドを専用プロセッサ１４に転送し
てプログラムＩ又はプログラムＩＩの試験ルーチンが実
行される（７１０）。

【００７４】プログラムＩＩＩが選択された場合には、
汎用プロセッサ１６はすぐに専用プロセッサ１４との接
続を行い、プログラムＩＩＩコードを実行し、所定のデ
ータポイントを採集するためのコマンドを専用プロセッ
サ１４に連続的に転送する。専用プロセッサ１４は、汎
用プロセッサ１６からの１又は複数のコマンドビット列
形式のデータとしてデータバス（８０８、図２７）より
受けて、かくビットが組み合わされて入力コマンド形式
に変換する（８１０）。この変換されたコマンドに基づ
いて、専用プロセッサ１４は実行するプログラムＩ又は
プログラムＩＩの適当なルーチンを制御するプログラム
制御コマンドを発生する（８１２）。

【００７５】プログラムＩが選択されて実行される場合
（図２８参照）には、汎用プロセッサ１６にヘッダー情
報の請求が行われ（８１０−８１２）汎用プロセッサ１
６から供給される情報が記憶メモリ４０６に格納される
（８１４）。次いで、このルーチンにおいて精密タイマ
４５８に４０００ヘルツのクロック信号を発生させてＡ
／Ｄコンバータ４０８をセットして１秒あたり４０００
の変換率で１２ビットのワードへの変換を行うための、
コマンドが発生される（８１６）。次いで、このルーチ
ンではフラグがクリアされて有効が未だに開始されてい
ないことを表示する。（ここで有効な試験の語はＤＳＲ
装置が供試体にたわみを発生させている状態を示す。）
ＣＰＵ４０２はプログラム可能な周辺機器インターフェ
ース装置４６２を介してワードのアクセスを開始し、開
始フラグをチェックして有効な試験が開始されようとし
ているか否かを判定し（８１８）、各ワードを予め設定
された値と比較して有効な試験が開始されたか否かを判
定する（８２０）。この段階では、有効な試験は開始さ
れていないので、ルーチンはこの段階（８１８−８２
０）でループして、ワードをアクセスし、スタートフラ
グ（８１８）をチェックする。この段階においても有効
な試験は開始されていないので、スタートフラグは有効
な試験が開始されていないことを示すため、さらに（８
１８−８２０）のループが繰り返され、各ループサイク
ル毎に新しくアクセスされたワードが比較される。

【００７６】プログラムＩＩ又はプログラムＩＩＩが選
択されると（図２９参照）、これらを取り扱うルーチン
によって汎用プロセッサ１６から必要な情報を得ること
が要求される（８５２−８５４）、汎用プロセッサ１６
から転送された情報が記憶メモリ４０６に格納される
（８５６）。ここで、精密タイマ４５８が起動され、１
０００ヘルツのクロック信号が発生される。このクロッ
ク信号はＡ／Ｄコンバータに供給されて、毎秒１０００
の変換率で１２ビットのワードが発生される。スタート
フラグは、試験が開始されていないことを示すためにク
リアされる。ＣＰＵ４０２は、プログラム可能な周辺機
器インターフェース装置４６２を介して発生されたワー
ドをアクセスし、これを設定値と比較して、有効な試験
が開始されているか否かを判定する（８６２）。この状
態では有効な試験は開始されていないので、ルーチンは
（８６０−８６２）のステップで、プログラムＩについ
て説明したのと同様にループする。

【００７７】この時点から、専用プロセッサ１４には、
オペレータがメインメニューにより選択したプログラム
Ｉ、プログラムＩＩ、プログラムＩＩＩのいずれかの試
験の実行コマンドが汎用プロセッサ１６から供給され
る。専用プロセッサ１４は、ロードセル２０６からの入
力信号のディジタルワードへの変換を継続し、変換され
たデジタルワードを選択されたルーチンによって分析し
て、供試体にたわみが発生されたか否かを判定する。

【００７８】この時点において、オペレータによる温度
コントローラの設定、メインメニューによる選択、供試
体のキャビティ１５２へのセット等の作業が行われる。
この動作は、上記した手順とは異なる手順で行うことが
可能である。上記の手順は単にオペレータの作業の手順
の一例を示すもので、同一の結果を得ることの出来るい
かなる手順においても作業を行うことが可能である。
オペレータは汎用プロセッサ１６によって要求されてい
る情報の入力を行うと、この情報は専用プロセッサ１４
に転送され、これと同時に汎用プロセッサ１６にはＤＳ
Ｒが試験開始の準備を完了していることを示すＲＥＡＤ
Ｙのメッセージを表示する。（７１２、図２５、２６）
オペレータが上記に述べた他の全ての作業を完了してい
ると仮定すると、この段階でオペレータは、三極スイッ
チ４４ａ及び４４ｂを両方同時に閉塞位置に操作してス
テータ装置３４の上昇を開始させる。この動作は、油圧
シリンダ８０を駆動してステータテーブル７６とステー
タ装置３４をロータ装置３６に向かって移動させること
で行われる。

【００７９】ステータテーブル７６が最終閉塞位置の
０．０５０インチ下側の位置に到達すると、上側リミッ
トスイッチ１１２がロータテーブル７４の底面１２０に
当接する。これにより、ステータ装置３４をロータ１５
８に向かって所定距離上昇させる自動制御が行われる。
この時点で、閉塞ゲージがオペレータに、ステータ装置
３４が自動制御により上昇を制御する位置に到達したこ
とを可視情報として表示する。この時点で、オペレータ
は三極スイッチ４４ａ及び４４ｂを開放する。

【００８０】この時点以降、ＤＳＲ試験は完全に自動的
に行われ、オペレータには試験完了まで何の作業、操作
も要求されない。これにより人間の関与による可変要素
を完全に排除しているので、試験結果及びこれに基づい
て算出された物質の基本粘弾特性信頼性及び精度が大き
く向上することが出来る。さらに、試験の重要な工程
（即ち供試体にたわみを与えて供試体の試験結果の出力
を得るまでの工程）においてオペレータに何等の関与も
要求しないので、オペレータに要求される技術を最小に
することが出来る。

【００８１】ステータ装置３４が最終閉塞位置に接近す
ると、ロータ１５８の円錐面１５６が供試体容器１４８
のキャビティ１５２に嵌入して供試体を押圧する。この
押圧力により空隙、気泡等が供試体より除かれ、余分の
供試体材料はロータ１５８の円錐状下側部１５６の下側
縁部と供試体容器１４８の円筒面１６２の間に押し出さ
れる。ロータ１５８のヒータ部材１８４が、供試体に密
接して供試体をキャビティ１５２の円錐状下側部１５６
との間において加熱する。

【００８２】ステータ装置３４が最終高さ位置のすぐ下
に到達すると上側精密リミットスイッチ１１４が調整コ
ンタクト１２４に当接して、このコンタクト１２４を押
圧して閉成する、これによって、予備加熱ストロークタ
イマが起動される。これによりＤＳＲが予備加熱期間
（ストロークタイマ６２に設定された時間）ポーズ状態
となり供試体が確実に所定の温度まで加熱されるように
する。この期間に、ステータ装置３４は、最終位置に到
達して、供試体の圧縮過程において発生され、ロータ１
５８の円錐状下側部１５６と面１６０、１６２の間に蓄
えられた残留応力がほぼ完全に消滅する。

【００８３】シリンダロッド２１２を伸張位置に保持す
る空気圧は、この状態でポート２１６を介して排出され
る。ポート２１６は５秒間大気に開放状態を保持されシ
リンダの圧力が確実に大気圧まで降下するようにする。
この時点で、シリンダ２１０にはポート２１４を介して
約７０ｐｓｉの圧力が導入されて、シリンダロッド２１
２はシリンダ内に引き込まれる。シリンダロッド２１２
の軸線に沿った引き込み方向の動作は、ロータシャフト
１６８を介してユニバーサルジョイント２０２及びロー
タアーム２００により回転方向の力に変換され、所望の
回転運動をロータ１５８に発生する。

【００８４】ロータ１５８の衝撃的な回転方向変位によ
ってロータ１５８の円錐状下側部１５６及びキャビティ
１５２の面１６０、１６２の間に介装された供試体が変
形し、対向面１５８、１６０、１６２に抵抗トルクを負
荷する。このトルクは、ロータシャフト１６８及びロー
タアーム２００を介して軸線方向の力に変換されて、延
長アーム２０４を介してロードセル２０６に伝達され
る。応力検出要素又はロードセル２０６の要素は、この
機械的軸線方向の応力を軸線方向応力に比例したアナロ
グ信号に変換する。このアナログ信号がロードセル２０
６よりライン２０８を経て専用プロセッサ１４に入力さ
れる。専用プロセッサ１４はこのアナログ信号を選択さ
れたプログラムＩ、プログラムＩＩ、プログラムＩＩＩ
の試験に応じて処理される。 プログラムＩ 供試体がたわまされる直前の状態について概括的に説明
をすると、この時点においてはプログラムＩの試験ルー
チンには既にヘッダ情報が汎用プロセッサ１６より与え
られており（８１０−８１２）、メモリに格納されてお
り（８１４）ディジタル変換率が毎秒４０００で１２ビ
ットのワードを発生するように設定され（８１６）、ル
ープがセットアップされて実際の試験の待ち状態と成っ
ている。この処理は、供試体の実際の変形を検出するた
めに用いられるので、有効な試験が開始される以前に開
始される必要があり、処理開始直後より試験データの記
録と分析を開始する。

【００８５】このルーチンにおいては、スケーリングさ
れフィルタにより高周波帯域を濾波されたアナログ信号
に対応するディジタルデータワードと実際の試験におい
てトルク−時間応答曲線上の所定の点の基準値と比較す
ることにより、供試体にたわみが与えられているか否か
の判定が可能である。実際の試験中に（即ち、供試体に
たわみが与えられている時に）前述したようにたわみが
与えられた粘弾性物質に発生されるねじり応力が、たわ
みの付与から４０ｍｓ、通常は５−１０ｍｓの期間にお
いて最大値まで上昇し、次いで一般的に指数応答曲線に
そって緩和されることが知られている。また、所定の物
質において、この発生される応力は及びこれに対応して
ロードセルによって発生される信号は、所定のスタート
レベルと呼ばれる値を越えて増加する。なお、このスタ
ートレベルは、試験を行う物質における予想最大応力に
近い値に設定されるが、このレベルは、供試体の肉厚を
均一にするために圧縮したときに供試体に発生する応力
よりも大きい値に設定する必要がある。また、発生され
た応力は、４０ｍｓのウインド期間にスタートレベルの
１／２を下回ることがないようにすることも必要であ
る。従って、ディジタル化された応答曲線は実際の曲線
の知られている特性を比較することによって供試体がた
わまされているか否かを判定することが出来る。

【００８６】プログラム可能な周辺機器インターフェー
ス装置４６２からスタートレベルを越えるデータワード
が得られない間は、供試体にたわみが加えられていない
との判定がなされ、メモリ４０３に書き込まれるデータ
ワードはオーバーライトされる。データワードがスター
トレベルを越えた場合（８２０）には二つの可能性があ
る。一方は供試体にたわみが加えられて、供試体に発生
した応力に等しいディジタル化されたデータワードが発
生された場合と、他方は専用プロセッサ１４の入力ライ
ンに異常信号が発生した場合である。実行されているル
ーチンでは、この時点において実際に試験が開始された
のか、異常信号が発生したのかを検出できないので、デ
ータが試験によって得られたものとして処理がすすめら
れる。

【００８７】従って、４０ｍｓのウインド期間が開始さ
れ有効な試験が行われていることを示すスタートフラグ
がセットされる。スタートレベルを越えた最初のデータ
ワードが、２秒間の積分の初期値を形成するとともに、
４０ｍｓのタイマがインクリメントされる（８２２）。
アクセスされたデータワードは、記録されている最大ト
ルク値と比較される。試験開始初期におけるこのトルク
値はゼロである。従って、スタートレべルを越えたデー
タワードが一時的な最大トルク値とされる（２４）。タ
イマはスタートレベルを越えるデータワードが検出され
てからの経過時間が４０ｍｓを越えたか否かをチェック
する（８２６）。この時点においては、４０ｍｓ期間が
終了していないので、なんの動作も行われず、次のデー
タワードがアクセスされ順次にメモリ４０６に経過時間
とともに記録される。従って、経過時間に対するトルク
の緩和曲線のディジタルデータの蓄積が開始される。

【００８８】ルーチンはスタートフラグのチェックを行
う。このときスタートフラグは、有効な試験が行われて
いることを示している（８１８）。データワードは、２
秒間の積分値に加算され、４０ｍｓタイマがインクリメ
ントされる。データワードは、一時的に最大トルク値と
された値と比較され、データワードが最大トルク値とし
て記憶されている値よりも大きい場合には、最大トルク
値が更新される（８２４）。タイマは、再度４０ｍｓの
ウインド期間が終了したか否かをチェックする（８２
６）。 ４０ｍｓのウインド期間が終了していない場合
には次のデータが毎秒４０００データの変換率でディジ
タル化され、ループが反復される（８１８、８２２−８
２６）。

【００８９】４０ｍｓのウインド期間が終了したと判定
されると、最後のアクセスされたデータワードがスター
トレベルの１／２の値と比較される（８２８）。このデ
ータワードがスタートレベルの１／２の値よりも小さい
場合には、初期においてスタートレベルを越えるデータ
ワードが検出されたので有効な試験が開始されたとの判
断が誤りであったとの判断がなされ、試験は異常があっ
たものと宣言される。この場合、２秒間の積分値、４０
ｍｓタイマ及びスタートフラグがクリアされ（８３
０）、新たに試験の開始を検出するループ（８１８−８
２０）が開始され、スタートレベルを越えるデータワー
ドの検出が行われる。その後に有効な試験の開始が検出
されると、無効な試験においてメモリ４０６に書き込ま
れたデータに新しいデータワードがオーバーライトされ
る。

【００９０】４０ｍｓのウインド期間の最後にアクセス
されたデータワードが、スタートレベルの１／２よりも
小さくなっていない場合には、試験が有効であることが
宣言され、試験が継続される。最大トルクは、４０ｍｓ
のウインド期間に発生することが知られているので、こ
のウインド期間中に得られた一時的な最大トルク値が最
大トルク値ＴＭとなる。試験は継続され、２秒間の積分
値は４でわり算され（８３２）、引き続く期間において
毎秒１０００データワードの割合でセットされたＡ／Ｄ
コンバータによって変換される値と、同じ重みとされ
る。

【００９１】供試体の応力は指数的に減少するので、こ
の応力が約ゼロになるまでの時間は非常に長くなり、Ａ
／Ｄコンバータの分解能は１２ビットとされており、さ
らに試験の終末近くにおけるトルクの変化は微少ににな
るため、応力がゼロとなるまでの時間を正確な測定は困
難である。このため、周知の信号値が最大値に対して所
定の割合と減少するまでの時間を計測して時定数を決定
するする方法を採用するのが有利である。一般化された
系の第一の時定数Ｔ_１は、１／ｅ^１又は最大振幅の３
６．７９％（説明を容易にするために小数点第二位でま
るめた値）であり、第二の時定数Ｔ_２は、１／ｅ^２又は
最大振幅の１３．５３％である。従って、ＤＳＲ装置
に、第一の時定数Ｔ_１はトルク信号に対応するディジタ
ル値が最大計測トルクの３６．７９％まで減少する時間
であり、第二の時定数Ｔ_２はトルク信号に対応するディ
ジタル値が最大トルク値の１３．５３％となるまでの時
間となる。

【００９２】２秒間の積分値（８２２）に加算され、有
効な試験が行われているか否を判定するためにチェック
された最後にアクセスされたデータワードは、最大トル
ク値ＴＭの３６．７９％に対応する値（数学的には１／
ｅ＊ＴＭ、以下ＴＣ１と称す）と比較される（８３
６）。データワードがＴＣ１よりも小さい値に減少して
いる場合には、第一の時定数に達したことが検出され、
スタートレベルを越えるデータワードが検出された時点
からこの時点までの経過時間（ｍｓ）がメモリ４０６に
Ｔ１として記録され、この事実を示すフラグがセットさ
れる。このときＣＰＵ４０２は、ポート４０４に書き込
みを行い専用プロセッサ１４の前面に設けられた発光ダ
イオード４８２を点灯させて第一の時定数に達している
ことの視覚的な表示を行う。一方、データワードがＴＣ
１よりも小さい値まで減少されていない場合には、何等
の動作も行われない。

【００９３】上記の第一の時定数Ｔ１に関連するステッ
プと同様に、ルーチンにより第二の時定数Ｔ２に達した
か否かの判定が行われる（８３８）。データワードは、
最大測定トルクＴＭの１３．５３％（数学的には１／ｅ
^２＊ＴＭ：以下ＴＣ２と称す）に対応する値と比較され
る。データワードがＴＣ２よりも小さい値に減少してい
る場合には、第二の時定数に到達したと判断され、デー
タワードが最初にスタートレベルと越えた時点からの経
過時間（ｍｓ）がメモリ４０６にＴ２として記録され
る。これとともに、第二の時定数に到達したことを示す
フラグがセットされる。さらに、ＣＰＵ４０２はプログ
ラムメモリ装置４０４のポートに書き込みを行い、専用
プロセッサ１４の前面の発光ダイオード４８４を点灯さ
せて、第二の時定数に達したことを視覚的に表示する。
なお、上記と同様に、データワードがＴＣ２を下回るま
で減少されていない場合には、なんの動作も行われな
い。

【００９４】これらのステップ（８３６、８３８）が最
初に実行される時点においては、ＴＣ１と比較される最
初のデータワードは４０ｍｓのウインド期間の終端にお
いてアクセスされ、試験が有効であると判断された値で
あるので、トルク対時間の応答曲線のディジタル値が第
一の時定数Ｔ１の値よりも小さくなっていることは有り
得ないことである。（勿論、第二の時定数Ｔ２の値は第
一の時定数の値よりも小さいので、データワードがこの
第二の時定数Ｔ２の値より小さくなることも有り得ない
ことである。）従って、データワードがＴＣ１及びＴＣ
２と比較されない４０ｍｓのウインド期間中に第一の時
定数及び第二の時定数に到達することは有り得ないこと
である。

【００９５】次に、ルーチンは、時定数フラグと試験時
間のチェックを行い、試験結果が得られているか否かの
判定を行う（８４０）。両フラグがセットされていない
場合には少なくとも第二の時定数Ｔ２に未だに到達して
いないことが示され、又は試験時間が２秒に達していな
いことが示され。この場合には、試験が終了していない
ので、次のデータワードがアクセスされ、処理されると
ともに試験タイマがインクリメントされる（８４２）。
試験時間が２秒に達していない場合には、データワード
は２秒間の積分値に加算される（８４４）。データワー
ドは、次いでＴＣ１及びＴＣ２と比較され第一及び第二
の時定数に達しているか否かの判定が行われる（８３
６、８３８）。さらに時定数フラグ及び試験時間が再度
チェックされ、試験結果が得られているか否かの判定が
行われる（８４０）。ルーチンは、両方の時定数に到達
しかつ試験時間が２秒間の積分値が算出されるまでの
間、データワードをアクセスし、２秒間の積分値に加算
し、データワードをＴＣ１、ＴＣ２と比較するループ
（８４０、８４２、８４４、８３６、８３８、８４０）
を継続する。

【００９６】試験が完了すると、データ（Ｔ１，Ｔ２，
トルク対時間の座標値及び２秒間の積分値）が記憶され
（８４６）、汎用プロセッサ１６にＲＳ−２３２データ
バスを介して転送される（８４８）。データレジスタは
クリアされ、全てのフラグ及びタイマはリセットされ、
発光ダイオードのディスプレイは消灯される（８５
０）。ルーチンは、Ａ／Ｄコンバータ４０８の変換率を
毎秒４０００データワードにセットし（８１６）、新た
な試験の開始を検出するためのループを開始する（８１
７、８１８、８２０）。

【００９７】ＲＳ−２３２データバスの他端に接続され
た汎用プロセッサ１６は専用プロセッサ１４からの情報
を受けてディスプレイモニタ２０に情報を数値情報の形
式で表示する（７１４：図２５、２６）このデータは、
その後汎用プロセッサ１６のハードディスク又はフロッ
ピーディスクに記録され、プリンタによってプリンとさ
れる。汎用プロセッサ１６によって実行されるルーチン
は、リセットスイッチが押圧されたか否かをチェックす
る（７１８）。リセットスイッチが押圧されていた場合
には、専用プロセッサ１４によって実行中の試験に異常
があるとの判断がなされ、オペレータに新たな試験を行
うための情報の入力が要求される（７０２）。リセット
ボタンが押圧されていない場合には、ルーチンがオペレ
ータがＦ１０キーの押圧により試験情報の変更を選択し
たか否かを判定する（７２０）。Ｆ１０のファンクショ
ンキーが押圧されていた場合には、ディスプレイモニタ
がクリアされ、専用プロセッサ１４によって行われてい
る試験が無効とされる（７２２）。この場合も、オペレ
ータに新たな試験情報の入力が要求される（７０２）。
Ｆ１０のファンクションキーが押圧されていなことが判
定された場合には、ルーチンは、専用プロセッサ１４か
らの新しいプログラムＩの試験データを待つ待機状態と
なる。

【００９８】上記の説明より明かなように、試験情報の
再入力が不要であり、リセットスイッチが押圧されてい
ない場合には、自動的にプログラムＩのプログラムの試
験を繰り返してデータを蓄積し、分析し、複数の試験の
データを記憶する。このあいだ、オペレータの操作は一
切不要となる。従って、プログラムＩがメインメニュー
から選択されると（７００、図２３、２４）オペレータ
は、シフトの開始等の情報を入力するのみで、専用プロ
セッサ１４又は汎用プロセッサ１６の動作への介入は不
要となる。オペレータは、単に所望の量の材料の供試体
を、供試体キャビティに投入し、ＤＳＲ装置を閉塞位置
に動作させ、使用された供試体を新しい供試体と交換
し、再びＤＳＲ装置を閉塞しで次の試験を実行する。こ
のプロセスは、異なるタイプの資料の試験を行う場合、
試験のパラメータを変更する場合、又は試験情報を変化
させるまでの間、永久に反復される。 プログラムＩＩ、プログラムＩＩＩ 前述したように、プログラムＩＩ及びプログラムＩＩＩ
の試験は、供試体が実際にたわみを与えられるまえから
実行される。この時点においては既にヘッダ情報が要求
され、入力を受け（８５２−８５４、図２９参照）、メ
モリに記憶されている（８５６）。Ａ／Ｄコンバータの
変換率は、毎秒１０００の１２ビットデータワードに設
定される（８５８）。ループ（８６０、８６２、８６
４）は形成され、実際の試験が開始されるまで待機状態
となる。ルーチンがプログラムＩＩを実行している場合
も、プログラムＩＩＩによりデータの収集を行っている
場合も、ルーチンは同一の動作によって供試体にたわみ
しＴｐチヲられて実際の試験が開始されたか否かの判定
を行う。

【００９９】プログラムＩによる試験に関して詳述した
ように、たわみが与えられた粘弾性物質に発生されるね
じり応力が、たわみの付与から４０ｍｓのウインド期間
において最大値まで上昇し、次いで一般的に指数応答曲
線にそって緩和されることが知られている。また、所定
の物質において、この発生される応力は及びこれに対応
してロードセルによって発生される信号は、所定のスタ
ートレベルと呼ばれる値を越えて増加する。なお、この
スタートレベルは、試験を行う物質における予想最大応
力に近い値に設定されるが、このレベルは、供試体の肉
厚を均一にするために圧縮したときに供試体に発生する
応力よりも大きい値に設定する必要がある。また、発生
された応力は、４０ｍｓのウインド期間にスタートレベ
ルの１／２を下回ることがないようにすることも必要で
ある。従って、ディジタル化された応答曲線は実際の曲
線の知られている特性を比較することによって供試体が
たわまされているか否かを判定することが出来る。

【０１００】ルーチンは、このためＡ／Ｄコンバータ４
０８によって毎秒１０００ワードの変換率で変換された
データワードを収集するプログラム可能な周辺機器イン
ターフェース装置４６２を介してデータワードをアクセ
スする（８６０）。ルーチンが、実際の試験が行われて
いると判定できる状態になっていない場合には、データ
ワードがスタートレベルを越える値となるまでループ
（８６０、８６２、８６４）が繰り返される。データワ
ードがスタートレベルを越えると、スタートフラグがセ
ットされ、４０ｍｓのウインド期間が開始される（８６
６）。スタートレベルは、９６ディジタルカウント分オ
フセットされ、従って９．６インチ−ｌｂｓｆに対応す
るオフセット分、オペレータの設定値よりオフセットし
ている。この９．６インチ−ｌｂｓｆのアナログオフセ
ットは、Ａ／Ｄコンバータ４０８によって受け取られる
アナログ入力信号にプログラムＩＩ又はプログラムＩＩ
Ｉにセットされたプログラムスイッチ５０２によって与
えられる。

【０１０１】さらにデータワードのアクセス（８６０）
が行われ、ルーチンはスタートフラグをチェックし（８
６２）、試験が行われていることを検出する。従って、
ルーチンは試験タイマをインクリメントし、４０ｍｓの
ウインド期間が終了したか否かを検出する。ルーチン
は、ループ（８６０、８６２、８６６、８６８）をタイ
マが４０ｍｓを越えてインクリメントされるまで継続さ
れる。４０ｍｓのウインド期間が終了するｔｐ，ルーチ
ンは最後にアクセスされたデータワードがスタートレベ
ルの１／２よりも小さくなっていないかをチェックす
る。小さくなっている場合には、試験に異常があること
が宣言され、試験タイマ、スタートフラグがリセットさ
れ（８７２）、ルーチンは新たな試験が開始されてスタ
ートレベルを越えるデータワードが発生したときにこれ
を検出するようにループされる。４０ｍｓのウインド期
間の最後にアクセスされたデータワードがスタートレベ
ルの１／２よりも大きい場合（８７０）には、試験が有
効に行われたことが宣言され、ＣＰＵ４０２によって発
光ダイオード４８２、４８４（プログラムＩの時定数に
達したときに点灯される発光ダイオードに対応）が、プ
ログラムメモリのポートに書き込みを行うことによって
オンされる（８７４）。この点においてルーチンは、オ
ペレータがプログラムＩＩを選択したか、プログラムＩ
ＩＩを選択したかを判定する。 （Ａ） プログラムＩＩ プログラムＩＩが選択されている場合には、ルーチンは
０．４秒から４００秒までのログ（対数）間隔で２１の
データポイントのデータワードを収集し、対応する時間
とともに一時記憶する（８７６）。全てのデータの収集
が完了すると、４００秒後にＣＰＵ４０２がプログラム
メモリのポートに書き込みを行って発光ダイオード４８
８を点灯させて、全てのデータの収集が完了したことを
視覚的に表示する。その後に供試体が取り外される。オ
ペレータは、専用プロセッサ１４の前面に設けられたゼ
ロスイッチ５００を操作してＣＰＵ４０２にゼロトルク
の状態におけるロードセル２０６の出力の読み込みを指
令する。ゼロトルクにおけるロードセルの出力値は、比
較的長い試験時間のプログラムＩＩの実行中のロードセ
ルのドリフトを示している。ルーチンは、各データポイ
ントを補正して精度を向上し、ログベースの変換を行い
修正されたログベースデータポイントを記憶する（８７
８）。

【０１０２】各データポイントの対をなすログトルクと
ログ時間は、プロッタ１８に転送される。プロッタ１８
は、例えば図５に示すグラフを作成する。さらに上記の
データは汎用プロセッサ１６に転送される。汎用プロセ
ッサ１６は転送されたデータをディスプレイモニタ２０
に表示する（８８０）。ルーチンはその後にデータレジ
スタをクリアし、スタートフラグ及び試験タイマをリセ
ットし、発光ダイオードをオフにする（８８２）。次い
で新しい試験の開始を検出するために、ループ（８６
０、８６２、８６４）が形成される。

【０１０３】汎用プロセッサ１６が、専用プロセッサ１
４からプログラムＩＩのデータの転送を受けると（７１
４、図２５、２６）、付設されたプリンタ１７によって
数値データがプリンとされるとともにハードディスク又
はフロッピーディスクに記憶される。汎用プロセッサ１
６はログトルク対ログ時間をディスプレイモニタ上にプ
ロットして応力緩和曲線を形成する（７２６）。これと
ともにモニタには複数のカウントの選択項目が表示され
（７２８）オペレータにより選択が行われる（７２
８）。この機能には、応力緩和曲線のプリント又はプロ
ット（７３０、７３２）及びトルク対時間の座標系にお
ける曲線の適合度の変更が含まれる。こうした状況にお
いて、機能が実行されると、ルーチンはメニュー表示に
戻りオペレータの新たな機能選択が行われる。所望の機
能が実行されると、ルーチンは第二のメニューとなりオ
ペレータは、曲線適合度に関するプリセットの変更、プ
ログラムＩＩの試験に戻る、ログトルク及びログ時間の
応力緩和曲線をディスクに格納する新たな試験情報を入
力する、プログラムを終了してＭＳ−ＤＯＳ等の、メイ
ンのオペレーティングシステムに戻る等の付加機能の選
択も可能となる。

【０１０４】プログラムＩ及びプログラムＩＩは、オペ
レータの介入をほとんど必要としない。この事実は、オ
ペレータが希望すればプログラムＩＩの試験を反復して
行うことが出来、この場合オペレータは、継続オプショ
ンの選択と新しいデータによるプログラムＩＩの再実行
オプションの二つの入力要求に応答するのみが必要とな
る。

【０１０５】プログラムＩＩのディスクに格納されたメ
インメニュー７００によって再読みだしを選択すること
が出来る。この場合、ルーチンのプロンプトはオペレー
タが表示しようとするデータを含むファイルを入力する
ことである（図２５、２６、７３８参照）。ルーチン
は、指定されたファイルをオープンしてデータを表示す
る（７４０）とともにログトルクとログ時間の応力緩和
曲線をディスプレイモニタに表示することが出来る。そ
の後、ルーチンはオペレータにメニュー１又はメニュー
２より曲線のプリント又はプロット（７３０、７３
２）、曲線の適合度の変更、新しいデータによるプログ
ラムＩＩの試験の実行を含む機能を選択することが出来
る（７２８、７３６）。 （Ｂ） プログラムＩＩＩ プログラムＩＩＩの試験が選択されると、ルーチンがま
ず専用プロセッサ１４で実行される。この段階におい
て、専用プロセッサ１４にはデータポイントの数、を与
えることが出来、また専用プロセッサ１４は選択された
データポイントを収集する（８８４、図２２）。ルーチ
ンは均等にログ間隔で表示されたデータポイントを収集
して、各データポイントを対応する時間とともに一時記
憶する（８８６）。全てのデータポイントが収集される
と、ＣＰＵ４０２はプログラムメモリ４０４のポートに
書き込みを行って、発光ダイオード４８８を点灯させ
て、すべてのデータの収集を完了したことを表示する
（８８８）。オペレータはＤＳＲから供試体を取り外し
て、専用プロセッサ１４の前面のゼロスイッチ５００を
投入してＣＰＵ４０２にゼロトルク時のロードセル出力
の読み取りを指令する。読み取られた値は比較的長いプ
ログラムＩＩＩの実行中にロードセル２０６に生じたド
リフトである。ルーチンはこのドリフトの大きさに応じ
てデータの補正が必要か否かを判定して、必要と判定し
た場合（８９０）には収集されたデータポイントの補正
を行いデータの精度を向上する。

【０１０６】トルク対ログ時間のデータポイントはＲＳ
−２３２データバスを介して汎用プロセッサ１６に転送
される。汎用プロセッサ１６のプログラムＩＩＩの処理
においては、トルクデータとログ時間ポイントとを分離
して一次元のデータ列として格納する（図３１、ステッ
プ９００参照）。このデータ列を以下の説明においては
トルク及びＸアレイと呼ぶ。以下の説明においてアレイ
配列された変数は、変数名の後に（アレイ）を付して表
記する。なお便宜上アレイの表記は変数が最初に説明さ
れたときにのみ付すものとする。

【０１０７】ルーチンは、ログ変換を行って、トルクの
緩和値を算出して一次元アレイに記憶する（９０２）。
このアレイは以下にＹアレイと称する。Ｙに格納された
ログトルクは変換されて緩和弾性係数のログ値とされＹ
に再度格納される。緩和弾性係数のログ値はＧ（アレ
イ）に格納され、それらに対応する時間はＴＩＭ（アレ
イ）に格納される（９０６）。緩和弾性係数はＧとして
略称される。このＧは、八木／前川近似法により物質の
基本粘弾特性を近似的に決定する。

【０１０８】ログトルク緩和値からログトルク緩和弾性
係数への変換は、たわみを付与された供試体のジオメト
リ及びたわみ量に関する情報により可能とされる。たわ
みを与えられた供試体のジオメトリは、ロータ１５８及
びキャビティ１５２の寸法及び閉塞高さの関数として与
えられる。特定の動的応力緩和測定器１２に関するこれ
らのジオメトリパラメータが測定され、汎用プロセッサ
１６のデータファイルに記録される。緩和弾性係数の算
出を方法に関して以下に説明する。

【０１０９】式１においてトルクＴは、ＤＳＲ試験中に
計測され、その値はロータ１５８の円錐状下側部１５６
と面１６０、１６２によって規制された供試体に発生さ
れ、円錐面に伝達されるた応力に応じて変化する。

【０１１０】

【数１】 式１においては、剪断応力Ｔは発生された供試体の変形
量又は歪量γと式２に示す剪断緩和弾性係数Ｇで表され
る。

【０１１１】

【数２】 緩和弾性係数Ｇは供試体の挙動によって示される供試体
の挙動による線形的粘弾理論によって表現される独立し
た歪である。Ｇは、時間の関数として変化するが積分に
関して定数と考えることが出来る。Ｇを積分された値よ
り減算することにより、次の式３が得られる

【０１１２】

【数３】 供試体のねじれの正確な表現に依存する整数は、ロータ
１５８とキャビティ１５２のジオメトリ形状因子の逆数
を示している。ロータ１５８とキャビティ１５２の実際
のジオメトリが判っており、形状因子は算出可能である
ので、これを算出して上記の式３を解くために使用され
る。緩和トルクＴは試験中に計測されるので、これも既
知の値である。従って、剪断緩和弾性係数Ｇのみが式３
における未知数となるので、形状因子に測定された緩和
トルクＴを乗算することによって解を得ることが出来
る。

【０１１３】式３は、変形中のねじれ率の経過の効果を
考慮していない。代表的な従来の応力緩和実験において
はほぼ瞬間的な供試体の変形を発生させるように試みら
れている。現実的には、しかしながら、変形を発生する
ための期間の５乃至１０倍の期間に得られたデータが理
論的な瞬間的な変形によって得られるデータに近いもの
となるため、変形以降の初期期間の応力緩和データは、
使用されない。プログラムＩＩＩのルーチンの実行によ
って専用プロセッサ１４に収集されるデータはこの条件
に合致したものとなる。

【０１１４】閉塞状態となっているロータ１５８とキャ
ビティ１５２の実際のジオメトリの拡大図は図３３に示
されている。このジオメトリの形状因子の算術的なモデ
ルにおける複雑さを回避するために図３４の試験ジオメ
トリにはいくつかの近似値が採用されている。ロータの
半径Ｒとキャビティの半径Ｒｏの双方はｚ軸線にそって
変化する。ロータ１５８とキャビティ１５２の面１６０
との距離と歪を発生させるたわみ量はオペレータによっ
て選択可能となっており従って変数として扱われる。

【０１１５】供試体における歪モデルの形成を容易とす
るために、局部座標系による変換が有効である。この目
的で、Ｙ軸線は垂直又はロータ１５８の円錐面１５６に
対して直角に設定される。局部ｘ軸線は円錐状下側部１
５６の接線方向でたわみ方向に向けて設定される。この
「流体」要素の局部ひずみ以下の式４で示される。

【０１１６】

【数４】 上記の局部座標系への変換は「潤滑近似」として知られ
ており、空隙が空隙の極率半径に較べて十分に小さい場
合に狭い空隙内に閉塞された流体要素の局部歪を示して
いる。この近似法をＤＳＲに使用する場合ｚの値が小さ
い場合には（値は円錐面の点に近い）疑問が生じる。し
かしながら、合計トルクに比較してこの領域に応力を導
入することには、この領域のモーメントアームＲが小さ
いので最小となる。ｚは、曲率半径の増加、従ってモー
メントアームＲの増加に伴って増加する。従って近似全
体の精度は、問題とならない範囲となる。

【０１１７】図３５は、ΔＹ又はＳ、ロータ１５８のキ
ャビティ１５２の面間の距離がｚの関数として変化する
要領の概略を示している。この図から明かなようにＤＳ
Ｒ試験のジオメトリは三つの分離した領域を考慮するこ
とを要する。特に、合計トルクは、各三つの領域のトル
ク成分の和で構成される。これは式５で表現される。

【０１１８】

【数５】 歪とトルク成分の算出は以下の式によって行われる。

【０１１９】

【数６】

【数７】 上記の式７、９、１１を式５に代入することによってＤ
ＳＲ試験のモデルが形成される。トルク成分の検討は、
Ｇ，応力緩和弾性係数が単一の乗算因子として（未知の
変数）として現れることを示している。他の条件は既知
でありロータの製造される寸法より又はオペレータの選
択するオプション（例えばたわみ角及び閉塞高さ）によ
って数量的に得られる。従って、条件と乗算子として除
かれるＧの和がＤＳＲ装置のジオメトリの形状因子の逆
数となる。応力緩和弾性係数Ｇは時間の関数であり、時
間の関数としての計測された緩和トルクＴを形状因子で
乗算することによって算出することが可能となる。

【０１２０】従って、アレイＹのログトルク値は、形状
因子で乗算され、上記の数学的な分析により計算され
て、再びＹに格納されて、応力緩和弾性係数Ｇのログを
示す（９０４）。これらの値はベース１０に変換されて
アレイＧに格納される応力緩和弾性係数が得られる。予
め選択された度合いの最小二乗多項曲線の適合、こうし
たクロート（Ｃｒｏｕｔ’ｓ）の換算技術を使用するこ
とによって得ることが出来る。多項係数は曲線の適合ル
ーチンにおいてＣ（アレイ）に記憶され（９１０）、後
に供試体の基本粘弾特性の決定に使用される。

【０１２１】ログ応力緩和弾性係数及びログ時間の最大
値と最小値を決定するルーチンは、適切なスケーリング
要素によって得られる（９１２）また，ディスプレイモ
ニタ２０上にログ応力緩和弾性係数対ログ時間曲線がプ
ロットされる（９１４）。オペレータ又は技術者は複数
のオプションの中から選択を行い（９１６）、例えばプ
リント又はプロットによるハードコピーを作成し、曲線
の適合度を変更して曲線と実際のデータの整合性を高
め、プロットの座標を手動入力し、又は継続（図６に示
した３つの異なる物質のログ応力緩和弾性係数とログ時
間の曲線）等を行う。選択が継続以外のものである場合
には、ルーチンが選択に対応した適当なルーチンにジャ
ンプして選択された機能を実行して、メニューに戻り他
の選択を可能とする。なお、上記において、図中の矢印
とともにその先端に示した数字は、ジャンプ先のステッ
プを示しており、矢印の根元に示した数字又は丸囲いを
施した数字はジャンプ元のステップを示す。

【０１２２】再スケーリング、印刷等のメニューによっ
て選択された機能が実行されると（９１６）、応力緩和
弾性係数対時間データが、表形式で表示されプリンタに
よってプリントアウトされる（９１８）。（９０８）で
決定された多項係数は予め設定された又は変更された適
合度とともに周知の八木井／前川近似法を行うために使
用され基本周波数に依存した粘弾特性情報が得られる。
この粘弾特性情報は、損失弾性係数ＧＰＰ（アレイ）、
貯蔵弾性係数ＧＰ（アレイ）、複合粘性ＶＩＳ（アレ
イ）、損失係数ＴＡＮＤ（アレイ）を含んでおり、これ
らは、ぞれぞれの係数は角度周波数Ｗ（アレイ）の関数
として算出される。

【０１２３】最小二乗曲線の適合はログベース周波数Ｗ
の関数としての粘弾特性のＧＰＰ，ＧＰ，ＶＩＳ，ＴＡ
ＮＤの各係数の対数の基数値により行われる（９２
２）。粘弾特性データの最大値と最小値はグラフィック
表示のスケーリングに用いられ特性データはプリンタに
より表形式でプリントアウトされる、ディスプレイモニ
タ２０に表示される（９２６）。オペレータにはこの時
点で粘弾特性、対時間の緩和弾性係数及び曲線適合係数
等の一連のデータをセーブするオプションが与えられる
（９２８）。

【０１２４】損失弾性係数ＧＰＰ，貯蔵弾性係数ＧＰ及
び複合粘性ＶＩＳのグラフィックのプロットは角度周波
数の関数としてディスプレイモニタ２０上の同一のグラ
フに」表示される（９３０）。オペレータは、一連のオ
プションが与えられさらに他の機能の選択が行われて、
スクリーン上のプロットのプリント又はプロットが取ら
れ（図８参照）、曲線適合度が変更、データの手動スケ
ーリング又は単に継続の機能が実行される。継続が選択
された場合を除く各機能においてルーチンは適切なルー
チンにジャンプする。機能が終了するオプションが再び
表示され（９３２）、他の機能の選択が可能となる。損
失弾性係数を貯蔵弾性係数の関数として表示するコルー
コル（Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅ）のプロットディスプレイ上
に表示される（９３４）（図９参照）オペレータは、こ
の時点で、曲線の適合度の変更と、新たなデータによる
プログラムＩＩＩの試験の再実行、新たな情報の入力、
プログラムの終了の第二の選択オプションが与えられる
（９３６）。

【０１２５】プログラムＩ及びプログラムＩＩと同様
に、プログラムＩＩＩの試験は順次に行われ、オペレー
タに要求される操作は非常に僅かである。例えば、オペ
レータがＤＳＲ装置を所定の位置で閉塞されると、試験
が実行され試験結果が発生されオペレータにはこのあい
だ何の操作も要求されない。試験が完了すると、オペレ
ータはいくつかの簡単な入力要求に応答しなければなら
ないが、それらは後で分析を行うためデータの記憶、新
たなデータによるプログラムＩＩＩの試験の再実行等で
ある。この要領で多くの試験が行われ、試験結果が熟練
した技術者又はエンジニアによる分析のために保存され
る。

【０１２６】プログラムＩＩＩの一連の試験が完了する
と、試験結果が検討され、ソフトウエア操作によって記
憶データと比較される。まず、プログラムＩＩＩのコー
ドによりプリンタ１７、プロッタ１８等との交信用イン
ターフェイスパラメータが決定され、ディスプレイのモ
ニタの表示特性が決定される（１０００、図３６参
照）。ルーチンは次いでオペレータに所望の比較オプシ
ョン選択を要求して、緩和弾性係数又は貯蔵弾性係数曲
線を以前に行われた試験結果との比較を行う（１００
２）。オペレータは、比較のための以前に行われた試験
結果のデータファイルの選択を要求される（１００
４）。これらのファイルはファイル名等の識別子と緩和
弾性係数、時間座標とを有している。メニュー３から選
択されるオプションに応じてルーチンが対応するサブル
ーチンにジャンプして、要求される機能を実行する。な
お、図３６乃至図４１において、は比較オプションの選
択と対応するサブルーチン、ＡＡ、ＢＢ等の二重符号で
示されている。

【０１２７】オペレータが緩和弾性係数曲線の比較オプ
ションを選択すると、複数の以前に行われた試験結果と
の比較が行われる。このためルーチンは、サブルーチン
（ＡＡ）にジャンプし、選択されたファイルと最大値及
び最小値が検出されて適切なスケーリングが行われる
（１００６）。ルーチンはディスプレイモニタに軸線と
ラベリングを設定し（１００８）、最初に選択されたフ
ァイルの緩和弾性係数対時間データ座標のグラフのプロ
ットを行い、次いでグラフの多項適合係数によって決定
される緩和弾性係数曲線のプロットを行う（１０１
０）。なお、グラフには例えば四角又は丸のシンボル等
の適当なシンボルによりデータポイントが表示される
が、これらは実際の試験において採集されたデータであ
り、曲線は最小二乗ルーチンによって決定された関数で
あるので、これらの実データを正確に通過するものとは
ならない。

【０１２８】選択されたファイルのデータポイントと関
連する曲線のプロットが完了すると、プロットの表示色
が変更され（１０１０）、次のファイルのプロットが行
われる。ルーチンでは、全ての選択されたファイルのプ
ロットが完了したか否かを判定し、全てのファイルのプ
ロットが完了するまで上記の処理を反復する（１０１
０）。オペレータには、ディスプレイモニタに表示され
たグラフのプリント又はプロットオプションが与えられ
るとともに、手動による再スケーリング又は機能を選択
しないオプションが与えられる。オペレータにより手動
の再スケーリングが選択されると、プログラム制御はス
テップ（１０１０）に戻り再び選択されたファイルのプ
ロットが行われる。全てのグラフィックオプション選択
及び処理が完了すると、メニュー（メニュー３ｂ）に第
二の比較オプションが表示され、オペレータに他の特性
の比較、新しいファイルの選択又はプログラムの終了を
選択するオプションが与えられる（１０１６）。

【０１２９】オペレータが貯蔵弾性係数、損失弾性係数
又は複合粘性データの比較を選択した場合には、ルーチ
ンがこの比較を取り扱うサブルーチン（ＢＢ，図３８参
照）にジャンプする。このルーチンにおいては、オペレ
ータには全てのデータファイルの一つの特性を同一グラ
フ中に表示するオプションが与えられる。選択に応じ
て、ルーチンは選択されたファイルの最大値ト最小値を
検出して（１０１８）これに基づいてスケーリング因子
に基づいてスケーリング点を算出してプロットする（１
０２０）。次いで、ルーチンは全てのファイルのグラフ
上へのプロットが完了したか否かをチェックし（１０２
２）全てのファイルのプロットが完了するまで処理を反
復する。オペレータには、ディスプレイモニタに表示さ
れたグラフのプロット又はプリント、手動による再スケ
ーリング（１０２４）のオプションが与えられる。全て
のグラフィックオプションが完了すると、第二のオプシ
ョンメニューが再表示され、オペレータが他の比較処理
を選択できるようにする。

【０１３０】オペレータがコルーコル（ＣＯＬＥ−ＣＯ
ＬＥ）プロットを選択した場合には、剪断損失弾性係数
の剪断貯蔵弾性係数の関数としてのプロットが行われ
る。ルーチンはこのため、これに関連するサブルーチン
（ＣＣ、図３９参照）にジャンプする。ルーチンは、最
初に、損失弾性係数と貯蔵弾性係数の双方の最大値と最
小値ＷＰ検出して曲線のスケーリングを行う（１０２
６）、軸線がプロットされ、適当なラベリングが与えら
れる（１０２８）。損失弾性係数ＧＰＰの実際の値及び
貯蔵弾性係数ＧＰの実際の値は八木井／前川変換法によ
り決定されているので、それぞれの最小二乗曲線の多項
係数はＧＰの関数としてＧＰＰを算出するために使用さ
れる（１０３０）。十分なのこれらの値が算出されると
比較的小さな曲線にプロットが行われる。曲線にそって
シンボルによって表示された点は、実際の試験データで
はなく、算出された曲線の表示に都合によい点となって
いる。子の処理は選択された全てのファイルに関して、
グラフ表示が完了するまで反復して行われる（１０３
０、１０３２）。オペレータには再度グラフィックオプ
ションが与えられ、プリント、プロット、再スケーリン
グの選択が可能となる。選択された全てのグラフィック
オプションが完了すると、プログラム制御は第二の比較
選択メニューに戻り、次の比較処理の選択を可能とす
る。

【０１３１】他のオプションはオペレータによる比較基
準値の一覧表の選択である。このオプションは、オペレ
ータが種々のサンプルの一定の特性値又は時間／周波数
値を比較する場合の基準値の選択を行うもので、この処
理を行うサブルーチン（ＤＤ、図４０）は、まず、基準
値ファイルが既に作成されているか否かを判定する（１
０３６）。基準値ファイルがすでに作成されている場合
には、オペレータに基準値ファイル名の入力を要求し
（１０３８）、ファイル名により指定された基準値ファ
イルを表示する（１０４０）。基準値ファイルが作成さ
れていない場合には、適当なファイルがオープンされる
（１０４２）。オペレータは、表を形成するための基準
値の入力を要求され（１０４４）、基準値を作成するパ
ラメータの種類の入力が要求される（１０４６）。例え
ば、選択されたパラメータが緩和弾性係数対時間、貯蔵
又は損失弾性係数対周波数、複合粘性対周波数又は損失
弾性係数対貯蔵弾性係数である。オペレータは、基準値
の作成基準、例えば一定に保持する特性値が独立したパ
ラメータタイプのものか従属して変化するパラメータタ
イプのものかを選択する（１０４８）。オペレータは、
一定値に保持する基準値の数値の入力を要求される。
（１０５０）。選択された基準値の合計数の全部が入力
されなかった場合（１０５２）、オペレータは、次のパ
ラメータタイプ（１０４６）、基準値の作成基準（１０
４８）及び一定値の数値（１０５０）の入力を要求さ
れ、全ての基準値が格納される（１０６０）。

【０１３２】一定値によって形成される表のべースは、
パラメータのタイプに応じて、また基準値が独立したも
のか否かによって選択される。選択された基準値が。緩
和弾性係数、貯蔵弾性係数、損失弾性係数又は複合粘性
の独立した一定値である場合には、入力された数値は単
に最小二乗多項係数によって決定されるパラメータタイ
プの関数として取り込まれて、表の値となる（１０６
２）。一方、一定の基準値が緩和弾性係数、貯蔵弾性係
数、損失弾性係数又は複合粘性の可変の従属したもので
ある場合には、各プログラムＩＩＩ試験の基準値表の値
は、ニュートンの周知の反復法により決定される（１０
６４）。したがって、選択されたＧ，ＧＰ，ＧＰＰ又は
ＶＩＳのパラメータの最小二乗多項値は独立して反復的
に偏差することの出来る値として与えられる。この反復
的な変化は所望の独立変数との差が所定の誤差範囲とな
るかもしくは反復が所定の最大反復回数に到達するまで
行われる。反復が最大反復回数まで行われた場合には、
警報が発生られる。

【０１３３】選択された一定の基準値が損失弾性係数対
貯蔵弾性係数のパラメータタイプの独立変数である場
合、即ちＧＰ二つの処理が行われる（１０６６）。ま
ず、貯蔵弾性係数対周波数の最小二乗多項が、ニュート
ンの反復法を用いて反復的に解かれて一定基準値におけ
る周波数が得られる。次に周波数値の解が最小二乗多項
に代入されて損失弾性係数対周波数が求められて、所望
の損失弾性係数の基準値表が形成される。

【０１３４】選択された一定の基準値が損失弾性係数対
貯蔵弾性係数パラメータタイプの従属変数である場合、
即ちＧＰＰである場合には、二つの処理が行われる（１
０６８）。まず損失弾性係数の最小二乗多項がニュート
ンの反復法によって解かれて選択された一定のＧＰＰ基
準値に対応する周波数が求められ、次いで貯蔵弾性係数
対周波数の最小二乗多項が上記によって求められた周波
数を用いて解かれて、所望の貯蔵弾性係数の基準値表が
作成される。

【０１３５】上記の処理（１０６２、１０６４、１０６
６、１０６８）の一つが基準値表完成するまで、全ての
データファイルについて反復される。基準値表が完成す
ると、この表が適当なフォーマットでディスプレイモニ
タに表示される。オペレータには、ここで第二の比較オ
プションが与えられ、次の比較、新しいデータの分析、
プログラムの終了を選択することが出来るものとなる。

【０１３６】

【発明の効果】上記のように本発明によれば、粘弾性物
質の基本粘弾特性を判定する装置は、粘弾性物質にねじ
り応力を負荷する手段と、該ねじり応力の経時的な緩和
を測定しするとともに緩和応力を波形に変換する手段
と、波形の部分の形状に基づいて物質の基本粘弾特性に
応じた周波数を決定する処理手段とによって、物質の基
本粘弾特性を高速でかつ正確に測定することのできる。
また、本発明によれば、動的応力緩和試験を実質的に自
動的に行うことの出来る方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動的応力緩和測定装置を示す図であ
る。

【図２】動的応力緩和測定装置の一部を切り欠いて示す
斜視図である。

【図３】動的応力緩和測定装置の内部構成部品を示す正
面図である。

【図４】プログラムＩによるトルク対時間曲線を示すグ
ラフである。

【図５】プログラムＩＩによるログトルクとログ時間の
プロットを示す図である。

【図６】プログラムＩＩＩにより発生されるデータを示
す図である。

【図７】プログラムＩＩＩにより発生されるデータを示
す図である。

【図８】プログラムＩＩＩにより発生されるデータを示
す図である。

【図９】プログラムＩＩＩにより発生されるデータを示
す図である。

【図１０】ＤＳＲの部分側面図である。

【図１１】ＤＳＲの背面図である。

【図１２】ステータ装置とロータ装置の断面図である。

【図１３】ステータ装置とロータ装置の組み合わせ状態
を断面に示す図である。

【図１４】ロードセルと空気圧シリンダの関係を示すロ
ータテーブルの平面図である。

【図１５】ＤＳＲ装置の制御電子回路を示す概略ブロッ
ク図である。

【図１６】専用プロセッサのデータブロック図である。

【図１７】専用プロセッサのブロック図である。

【図１８】専用プロセッサのブロック図である。

【図１９】専用プロセッサのブロック図である。

【図２０】専用プロセッサのブロック図である。

【図２１】専用プロセッサのブロック図である。

【図２２】専用プロセッサのブロック図である。

【図２３】汎用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２４】汎用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２５】汎用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２６】汎用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２７】専用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２８】専用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図２９】専用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図３０】専用プロセッサによって実行されるプログラ
ムＩ、プログラムＩＩプログラムＩＩＩを含むソフトウ
エアの機能を示すフローチャートである。

【図３１】プログラムＩＩＩのデータ分析に関連する汎
用プロセッサの動作を示すフローチャートである。

【図３２】プログラムＩＩＩのデータ分析に関連する汎
用プロセッサの動作を示すフローチャートである。

【図３３】ロータとステータの閉塞位置における状態を
示す図である。

【図３４】ロータとステータの数学モデルによる閉塞状
態を示す図である。

【図３５】ロータとステータの個別の数学モデルを示す
図である。

【図３６】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

【図３７】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

【図３８】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

【図３９】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

【図４０】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

【図４１】プログラムＩＩＩの比較機能を示すフローチ
ャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド エル．デランジェロ アメリカ合衆国，オハイオ 44230，ドイ ルスタウン，エルムウッド ドライブ 200 (72)発明者 エミット アール．ハレル，ジュニア アメリカ合衆国，オハイオ 44012，エイ ボンレイク，ベックスレイ サークル 32097

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘弾性物質にねじり応力を負荷する手段
   と、 該ねじり応力の経時的なリラクセーションを測定すると
   ともに緩和応力を波形に変換する手段と、波形の部分の
   形状に基づいて物質の基本粘弾特性に応じた周波数を決
   定する処理手段とを備えて構成したことを特徴とする粘
   弾性物質の基本粘弾特性を判定する装置。
2. 【請求項２】前記処理手段は、波形に対応したディジタ
   ル信号を発生する第一のプロセッサと、前記ディジタル
   信号の部分から基本粘弾特性を決定する第二のプロセッ
   サとを有する請求項１の装置。
3. 【請求項３】前記第一のプロセッサが波形を判定して、
   ディジタル波形が粘弾性物質にねじり応力を負荷した場
   合に予測される波形と大幅に異なる場合に、基本粘弾特
   性の決定を中止する請求項２の装置。
4. 【請求項４】前記の測定及び変換手段がロードセルを含
   む請求項１の装置。
5. 【請求項５】前記ロードセルが機械的応力を電気信号に
   変換するホイートストンブリッジを有している請求項４
   の装置。
6. 【請求項６】前記のねじり応力を発生する手段がロータ
   手段とステータ手段を有し前記粘弾性物質はロータ手段
   と前記ステータ手段の間で圧縮される請求項１の装置。
7. 【請求項７】前記のねじり応力を発生する手段は所定角
   度範囲において衝撃回転するロータ手段を有している請
   求項６の装置。
8. 【請求項８】前記の回転角度範囲が２度である請求項７
   の装置。
9. 【請求項９】前記の回転角度範囲が１度である請求項７
   の装置。
10. 【請求項１０】前記の回転角度範囲が１／２度である請
    求項７の装置。
11. 【請求項１１】前記ロータ手段と前記ステータ手段が前
    記ロータ手段を衝撃的に回転する前に粘弾性物質を所定
    温度に加熱する手段を有している請求項７の装置。
12. 【請求項１２】粘弾性物質にねじり応力を負荷し、 該ねじり応力の経時的な緩和を測定するとともに緩和応
    力をアナログ波形に変換し、 ディジタル波形を発生するため、アナログ信号波形をデ
    ィジタル化しディジタル化したディジタル波形の部分の
    形状に基づいて物質の基本粘弾特性に応じた周波数を決
    定する粘弾性物質の基本粘弾特性の決定方法。
13. 【請求項１３】前記ディジタル波形が時間−トルク振幅
    において対数スケールの等時間間隔でアナログ信号波形
    をサンプリングする請求項１２の方法。
14. 【請求項１４】前記の決定ステップはトルク値を時間に
    依存した剪断緩和弾性係数値に変換する請求項１３の方
    法。
15. 【請求項１５】前記変換ステップがトルク値を試験状態
    の粘弾性物質のジオメトリに応じ形状因子で乗算するこ
    とを含む請求項１４の方法。
16. 【請求項１６】前記の決定ステップが、時間依存の剪断
    応力緩和弾性係数値を八木井／前川近似法（Ｙａｇｉｉ
    ／Ｍａｅｋａｗａ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）によ
    って周波数に依存する基本粘弾特性に変換する請求項１
    ４の方法。
17. 【請求項１７】前記のステップがディジタル波形を分析
    し、このディジタル波形が有効な試験結果を構成してい
    るか否かを決定するステップを有する請求項１２の方
    法。
18. 【請求項１８】前記分析ステップが波形の振幅が所定の
    閾値を越えたことを検出して、波形の振幅を、所定時間
    経過後に前記閾値の少なくとも１／２の値であることを
    確認するように比較するようにした請求項１７の方法。