JPH11511552A - 粘弾性物質のテストシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 屈曲試験機テストを行うためのシステムは、粘弾性物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は回転軸上に平衡に保たれ且つ該回転軸の軸ピンを中心に旋回可能であり；該物質に静的負荷を付与するためのアセンブリ；該物質に動的歪を付与するための該アンビルと相対するハンマー；および、該物質中での永久寸法変化を感知するセンサーを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 粘弾性物質のテストシステム 発明の属する技術分野 本発明は、一般に、物質の粘弾性をテストするためのシステムおよび方法に通 常関連するものであり、さらに詳しくは、温度上昇および永久歪を決定するため に屈曲試験機（フレキソメータ）テストを物質に実施し、そして例えば貯蔵弾性 率および損失弾性率の如き物質の特定の基本粘弾性を決定するためのテストを実 施することが可能なシステムおよび方法に関連するものである。 発明の背景 様々な用途におけるコンパウンドの応答の予測を助け、コンパウンドの研究と 開発を補助しそして製造されたコンパウンドの品質管理の補助として、試料ある いはコンパウンドの多くの特性を特徴づけることはしばしば望ましいことである 。例えば、ある特定のゴムコンパウンドから作られる車のタイヤが持つ回転抵抗 を、そのコンパウンドから作られる車のタイヤを実際に作成およびテストするこ となしに予測できることは望ましいことである。この回転抵抗は、屈曲試験機テ ストに付されたときの物質の温度変化や永久歪の如きゴム試料の特定の特性から 予測あるいは推察できる。 屈曲試験機の一つの型として、グッドリッチ型屈曲試験機が、「ゴム特性の標 準試験法−圧縮における発熱および屈曲疲れ」という表題のＡＳＴＭ指定：Ｄ６ ２３の方法Ａに説明されている。そのような屈曲試験機は比較的安価且つ小型で あるが、温度変化や永久歪の如き物質特性について限られた情報だけしか提供で きない。試料の基本粘弾性を決定することのできる装置は他にも存在するが、極 端に高価、巨大且つ複雑であったりする。さらに、これらの機械の多くでは屈曲 試験機型テストを行うことができない。 屈曲試験機テストだけでなく、その他のテストも行え、物質の基本粘弾性を決 定することができる比較的安価で、小型で且つ操作が簡単なシステムを提供する ことは望ましいことである。 発明の要約 本発明は、物質の粘弾性を決定するための屈曲試験機テストだけでなく、その 他のテストも行えるシステムおよび方法を提供する。そのための装置は、屈曲試 験機テストを行うための構成から基本粘弾性を決定するテストを行うための構成 に、平衡桿員を定位置に固定しそして処理装置に実施されるべき試験を伝達する ことによって簡単に切り替えることができる。 本発明の一つの局面によれば、粘弾性物質の様々な特性を試験するための装置 は、その物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は固定状態と可 動状態を有し；該平衡桿が可動状態にあるときには該物質に静的負荷を加え、該 平衡桿が固定状態にあるときには該物質に初期静的歪を発生させるための負荷ア センブリ；該物質に動的歪を加えるためのアンビルと相対するハンマー；該平衡 桿が固定状態にあるときに該ハンマーによって該物質に付加される動的歪を感知 する第一センサー；該平衡桿が固定状態にあるときに初期静的歪荷重と動的歪に 対する物質の強制応答を検知する負荷セル；および、該平衡桿が動的状態にある ときに物質中の永久寸法変化を感知する第二センサーを包含する。 本発明のもう一つの局面によれば、粘弾性物質の様々な特性を試験するための 装置は、その物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は固定状態 と可動状態を有し；該平衡桿が可動状態にあるときには該物質に静的負荷を付加 し、該平衡桿が固定状態にあるときには該物質に初期静的歪を誘発させるための 負荷アセンブリ；該物質に動的歪を加えるためのアンビルと相対するハンマー； 該平衡桿が固定状態にあるときに該ハンマーによって該物質に付加された動的歪 を感知する第一センサー；該平衡桿が固定状態にあるときに初期静的歪と動的歪 に対する物質の強制応答を検知する負荷セル；および、該平衡桿力働的状態にあ るときに物質の温度を感知するサーモカップルを包含する。 本発明のさらにもう一つの局面によれば、粘弾性物質の様々な特性をテストす るための方法は、実行されるべき第一テストと第二テストのいずれかを選択し； 該第二テストが選択された場合に該物質に静的負荷を付加し、第一テストが選択 された場合に該物質に初期静的歪を誘発させ；該物質に動的歪を付加し；第一テ ストが選択された場合に該物質に付加された動的歪を感知し；第一テストが選択 された場合に初期静的歪と動的歪に対する該物質の強制応答を検知し；そして第 二テストが選択された場合に該物質中の永久寸法変化を感知する、各工程を包含 する。 本発明のさらなるもう一つの局面によれば、粘弾性物質の様々な特性をテスト するための方法は、実行されるべき第一テストと第二テストのいずれかを選択し ；該第二テストが選択された場合に該物質に静的負荷を付加し、該第一テストが 選択された場合は該物質に初期静的歪を誘発させ；該物質に動的歪を付加し；第 一テストが選択された場合に該物質に付加された動的歪を感知し；第一テストが 選択された場合に初期静的歪と動的歪に対する該物質の強制応答を検知し；そし て第二テストが選択された場合に物質の温度を感知する、各工程を包含する。 本発明のさらなる局面によれば、屈曲試験機テストを行うためのシステムは、 粘弾性物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は回転軸上に平衡 に保たれ且つ回転軸の軸ピンを中心に旋回可能であり；該物質に静的負荷を付加 するためのアセンブリ；該物質に動的歪を付加するためのアンビルと相対するハ ンマー；および、該物質中での永久寸法変化を感知するセンサーを包含する。 本発明のさらなる局面によれば、粘弾性試験を行うためのシステムは、粘弾性 物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は回転軸上に平衡に保た れ且つ回転軸の軸ピンを中心に選択的に旋回可能であり；該平衡桿の底部と接触 するための第一接点と該平衡桿の頂部と接触するための第二接点を包含するロッ キングアセンブリ、該ロッキングアセンブリには該桿が自由に旋回できる第一状 態と、２つの該接点が協同して該平衡桿を定位置に固定する第二状態を持つ；該 物質に静的歪を付加するためのアセンブリ；該物質に動的歪を付加するためのア ンビルと相対するハンマー；テストに対する該物質の反応を感知するための少な くとも一つのセンサー；および、該ロッキングアセンブリの状態を制御するため の制御装置を包含する。 本発明のよりさらなる局面によれば、ナイフエッジフルクラム（ｆｕｌｃｒｕ ｍ）を有する屈曲試験機の変換用アセンブリは、据付け装置内に回転可能に固定 された回転軸、その据付け装置はナイフエッジフルクラムの代わりとして該屈曲 試験機のフレームに固定されており；および、屈曲試験機の平衡桿内のピボット ブロックの差し替え用に適用される差し替え用ピボットブロック、該差し替え用 ピボットブロックは、軸の少なくとも一部を受けるために適しており、該軸と平 衡桿の軸ピンは差し替え前はナイフエッジフルクラムの点と同軸である、を包含 する。 本発明の前述の特性および他の特性は以下に詳しく説明され且つ請求項で特に 示される。以下の説明および添付図面は本発明の特定の実例的な実施態様を詳し く明示しているが、これらは本発明の原理を適用している様々な態様の一部を表 しているに過ぎない。本発明の範囲は請求項およびそれと同等物によって決定さ れることが理解されるであろう。 図面の簡単な説明 添付図面において： 図１は本発明によるテストシステムの部分等角投影図であり； 図２は図１のテストシステムの部分側面図であり； 図３は屈曲試験機テストの分単位の実施時間の関数としての温度の図解的な曲 線であり； 図４はテスト試料に付加された歪と、付加された該歪に対する該試料の強制応 答の波形との時間の関数としての二重曲線であり； 図５はナイフエッジフルクラムを有する従来の屈曲試験機のピボットアセンブ リの拡大図であり； 図６はもう一つのピボットアセンブリの拡大図であり； 図７は該平衡桿の上部に位置する自動ロッキングアセンブリの図であり； 図８は、図７の自動ロッキングアセンブリと、図を明瞭にする目的で取り除か れた支持ベアリングおよび固定状態に在る該平衡桿の部分側面図であり；そして 、 図９は、図７の該自動ロッキングアセンブリと、図を明瞭にする目的で取り除 かれた支持ベアリングおよび固定されていない状態にある該平衡桿の部分的な側 面図である。 発明の詳細な説明 図面および初めに図１を参照すると、本発明の実施態様の一つによるテストシ ステム１０が示されている。テストシステム１０は、屈曲試験機テストを実行す るモードと、例えば貯蔵弾性率、損失弾性率およびタンデルタ（ｔａｎ ｄｅｌ ｔａ）の如き試験物質の特定の基本粘弾性を決定するためのテストを実行するモ ードの如き、少なくとも２つのモードにおいて操作可能であることが好ましい。 テストシステム１０は、フレーム１１、テスト試料１４が内部に設置されるテ スト用固定器具１２、テスト試料およびテスト用固定器具の一部を囲んでいるオ ーブン（表示されていない）、フルクラム１８の上に平衡に保たれている高慣性 平衡桿１６、駆動システム２０、およびコンピューターもしくは処理装置２２を 包含している。コンピューター２２はテストの様々な局面を制御し、および／も しくはテストデータを収集し、および／もしくは操作用に選択されたテストに従 って収集されたテストデータからテスト試料１４の望ましい特性を算出する。コ ンピューターは遠隔地の装置と相互作用可能であり、データの入手且つそのデジ タル化が可能であり、そして以下に説明されるデータの望ましい演算を行うこと が可能な複数の処理装置および関連するコンポーネントのいずれであってもよい 。 テスト試料１４が設置されるテスト用固定器具１２の下部は、図２に示される 負荷セル２６、位置調整軸２８およびレベリングシステム３０を介して平衡桿１ ６に接続されているアンビル２４を包含する。レベリングシステム３０は、協同 してコンピューターに平衡桿１６が水平かどうかを決定させ、ライン３３を介し てコンピューター２２に接続されている一対の磁気近接センサー３２、レベリン グモーター３４、位置調整軸２８に適当な歯車で組み込んである駆動歯車３６、 およびレベリングモーターと駆動歯車に接続されている駆動軸３８を包含する。 レベリングモーター３４による駆動軸３８の回転は駆動歯車３６を回転させる。 駆動歯車３６の回転は、駆動歯車と位置調整軸上の歯車との歯車の連携を介して 位置調整軸２８とアンビル２４の垂直運動に変換される。駆動軸３８と相互作用 し、レベリングモーター３４によって達成されるのと同じ手段でアンビル２４を 昇降させる手動レベリングクランク３９も備えられている。 平衡桿１６のどちらか一方の端には、協同して平衡桿に慣性を付加する慣性ウ ェート４０と４１が懸架され、それによって平衡桿は屈曲試験機テスト中にアン ビル２４によって感知される比較的高周波数の波形による影響は実質的に受ける ことがない。荷重ウェート４２は後部慣性ウェート４０の上方に設置されてもよ く、それによって静的力が平衡桿１６、位置調整軸２８、負荷セル２６およびア ンビル２４を介して変換されテスト試料１４に作用する。ウェートを懸架するロ ッドと平衡桿１６との間の接続は、テスト中のウェートの運動を低下させるよう に設計されることが好ましい。 以下にさらに詳しく説明されるように、テストシステム１０が屈曲試験機テス トを行う場合、テスト試料１４のほとんどはテスト中に、その高さにおいて僅か な永久縮小を受ける傾向にある。この現象は「永久歪」として知られている。テ スト試料１４の永久歪の変化によって、平衡桿１６の前方端４４は負荷重量４２ によって付加される静的負荷によってテスト試料１４に対して僅かに傾く傾向が ある。平衡桿１６のいかなる傾きも近接センサー３２によって検知され、ライン ４６を介してレベリングモーター３４に指示を送り、適切な方向に回転させ、平 衡桿に関して位置調整軸２８とアンビル２４を昇降させるコンピューター２２に 報告される。アンビル２４はテスト試料１４によって動作を妨げられているため 、平衡桿１６は自身の位置を調整し、屈曲試験機テスト中は水平状態に保たれる 。 線状可変示差変圧器（ＬＶＤＴ）の如き変位変換器４８は、平衡桿１６に関す る位置調整軸２８とアンビル２４のいかなる位置変化をも感知する。変位変換器 ４８によって感知されるようないかなる位置変化も、変位変換器とコンピュータ ーの間では結線５０を介してコンピューター２２によって収集され、テスト試料 １４の永久歪の変化としてコンピューターによって記録される。ＬＶＤＴの如き 変位変換器は、一対の磁気近辺センサー３２の代わりとしても利用できる。 テスト用固定器具１２の上部は、図１に示されるように、アンビル２４の上方 に位置し且つテスト試料１４の頂部に当接しているハンマー５２、および駆動フ レーム５４を包含する。駆動フレーム５４は、ロッド５８によってハンマー５２ に接続されている上方横断部材５６、下方横断部材６０、および上方横断部材と 下方横断部材との間に延びている一対の垂直ポスト６２を包含する。垂直ポスト ６２は垂直に、スライド可能にフレーム１１に据え付けられており、ハンマー５ 2を駆動フレーム５４によって垂直運動に制限している。 駆動フレーム５４の下方横断部材６０は、調整可能なディスク６６を介して駆 動システム２０に偏心的に据え付けられている連結ロッド６４に接続されている 。駆動システム２０の回転は、連結ロッド６４、駆動フレーム５４およびハンマ ー５２の垂直方向の循環ストロークを発生させ、その振幅は連結ロッドと駆動シ ステムの間の接続の偏心度によって決定される。偏心度、つまりハンマー５２の ストロークの振幅は調整用ボルト６８を介して調整可能である。 テストシステム１０による屈曲試験機テストを行う場合、作業者はテストされ るべき粘弾性物質のテスト試料１４をアンビル２４とハンマー５２との間に設置 する。作業者はその後適当な負荷重量４２を後部慣性ウェート４０に加え、レベ リングクランク３９を用いて平衡桿１６を水平状態にし、調整用ボルト６８を介 してハンマー５２の望ましいストロークを設定し、そしてコンピューター２２に 屈曲試験機テストが行われることを伝える。オーブンの温度、ハンマーストロー クの頻度、テスト時間などの幾つかのテスト変数は、それらの変数をコンピュー ター２２に入力することによるか、或いはコンピューターで変数を制御できない 場合には変数を手で調整することによって設定される。テストが始まるとハンマ ー５２が垂直に循環し、それによってテスト試料が負荷重量４２からの静的負荷 を受けている間にテスト試料１４に動的歪が付加される。好ましくはアンビル２ ４の頂部に据え付けられ且つテスト試料１４の下方に位置するサーモカップル７ ０（図２）は、テスト中はテスト試料の温度を感知し、感知した温度を電気信号 として時間の関数として記録するため、ライン７２を介してコンピューターに転 送する。テスト試料１４の永久歪の変化に応答して、テスト中に平衡桿１６を水 平状態にするために行われたすべての調整は変位変換器４８によって感知され、 ライン５０を介してコンピューター２２に転送される。 屈曲試験機テストが一旦終了すると、通常大体２５分後ぐらいであるが、作業 者はコンピュータに指示をして、結果の印刷、または図３に示されるように時間 の関数としてテスト試料１４に関する温度と永久歪の曲線の如き望ましいテスト 結果の図解的な曲線を表示もしくは印刷させることができる。 動的機械的テストの如き異なる試験を行って、テスト試料の特定の基本粘弾性 を決定することが望ましい場合、テストシステム１０は簡単に再構成され、テス ト能力を変更される。動的機械的テスト（ＤＭＴ）を行うために、図１に示され るように、作業者はピン７４をスライドさせ平衡桿１６と係合させる。ピン７４ はスライド可能にフレーム１１に据え付けられているので、平衡桿はフルクラム １８とピン７４の２点で支持され、よってテスト中は固定される。平衡桿１６は 固定されているので、いかなる望ましい初期静的歪もレベリングクランク３９を 回転させることによって試料１４上に誘発させることができる（図２）。 その後作業者は調整用ボルト６８を介してハンマー５２の望ましいストローク を設定し、コンピューター２２に動的機械的テストが行われることを伝える。オ ーブンの温度、ハンマーのストロークの頻度、テスト時間などの幾つかのテスト 変数は、それらの変数をコンピューター２２に入力するか或いはコンピューター で変数を制御できない場合に変数を手動で調整することによって設定される。 テストが始まるとハンマー５２が垂直に循環し、それによって、アンビル２４ の高さに対する調整によってテスト試料が同時に静的負荷を受けている間にテス ト試料１４に動的歪が付加される。テスト中、コンピューター２２はライン７６ を介して負荷セル２６による信号出力をサンプリングし、付加された動的歪に対 するテスト試料１４の強制応答の時間当たりの波形を展開させる。駆動システム ２０が駆動フレーム５４とハンマー５２をそれらのストロークを介して回転およ び駆動させると、駆動フレームの位置、よってハンマーの位置が、フレーム１１ と駆動フレーム５４の延長アーム８０との間に接続されている位置調整変換器７ ８（図１参照）によって感知される。位置調整変換器７８は、線状可変示差変圧 器（ＬＶＤＴ）や、直線上の位置の関数として電気信号を展開しそしてその信号 をライン８２を介してコンピューター２２に転送する同様な装置でもよい。テス ト中、ライン８２を介した位置調整変換器７８の出力はコンピュータ２２によっ てサンプリングされ、サンプリングされたデータと時間を照らし合わせることに よってテスト試料に付加された動的歪の波形が展開される。図４には、ハンマー ５２によってテスト試料１４に付加された歪の波形８４と模範試験用のテスト試 料の強制応答の波形８６とが示されている。 テストの最後にコンピューター２２は、高速フーリエ変換アルゴリズムの如き 適当な手法を用いてその２つの波形の間の相移動または位相差を計算する。テス ト試料の複素弾性率（Ｅ^*）が計算され、公知の方法を利用してテスト試料の貯 蔵弾性率（Ｅ’）、損失弾性率（Ｅ''）、タンデルタ（Ｅ''／Ｅ’）へと換算さ れる。 標準の屈曲試験機の平衡桿１６は通常ピボットアセンブリ８８を有し、図５に 示されるように、このピボットアセンブリでは平衡桿１６がナイフエッジフルク ラム１８上に平衡に保たれている。フルクラム１８のナイフエッジの部分は、通 常６０°の先端９０を有し、平衡桿１６の底部のくぼみ９６に固定されているピ ボットブロック９４に提供されている通常９０°のノッチ９２に収められている 。ピボットブロック９４は通常複数のネジまたはボルト９８によって平衡桿１６ に固定されており、ナイフエッジによる引掻き傷や擦り傷に強い物質から出来て いる。ナイフエッジフルクラム１８とノッチ９２は、少なくとも初めは、平衡桿 １６に対して比較的低い摩擦と正確な軸ピンを提供するが、ナイフエッジは時間 と共に、特に、試料が大きな動荷重下で破損するまでテストされる破裂試験の如 き特定の高い応力を伴うテストの間に摩耗または削られてしまう可能性がある。 ピボットアセンブリ１００のもう一つの実施態様が図６に示されている。ピボ ットアセンブリ１００は平衡桿１６のどちらか一方の端にピローブロック１０４ によって回転可能に固定されている軸１０２を包含している。ピローブロック１ ０４は、そして、テストシステム１００のフレーム１１に据え付けられる。ピロ ーブロック１０４は従来の玉軸受アセンブリでもよく、シール、シールドおよび ピローブロック内で回転する軸の摩擦を減少させるために好ましくは除去される 粘稠油を有する。軸１０２は、平衡桿１６の底部のくぼみ９６に合わせた大きさ に作られ、且つ据付けネジ９８などによって平衡桿に取り付けられているピボッ トブロック１０８中の調節用通路１０６を通過する。ピボットブロック１０８内 を介して延びている通路１０６は、通常、平衡桿１６に向かって平頭のシリンダ ーオフセットの形状をしており、平衡桿内のくぼみ９６の面１１４と向き合うピ ボットブロックの面１１２内の長方形開口部１１０を形成する。軸１０２は、複 数のピローブロック１０４の間の中央に位置する長方形開口部１１０とほぼ同じ 大きさの、それ自身の頂面に形成される平面１１６を有するのが好ましい。従っ て、軸１０２の平面１１６は、平衡桿１６に関する軸の回転を妨げ且つ平衡桿の 旋回運動を軸の中心軸ピンの周りだけに制限するくぼみ９６の面１１４と向き合 い且つ接触する。軸１０２の平面１１６は平衡桿１６の幅とほぼ同じ長さなので 、軸の直径に相当する平面１１６に対して垂直に伸びている軸の面１１８は、平 衡桿の側面１２０と向き合いそして平衡桿と軸との間の相対的な軸方向運動を妨 げる。 ピボットアセンブリ１００の使用を通して、平衡桿１６は比較的自由に旋回す るが、フレーム１１に関して固定されているので平衡桿１６が極端なテスト条件 下においても軸ピン上で跳ね上がることが防止できる。これによってピボットア センブリ１００の摩耗が減じられ、長期間に渡ってさらに正確なテストが促進さ れる。 ピボットアセンブリ１００は、図５に示されるようなナイフエッジピボットア センブリ８８を包含する既存の多くの屈曲試験機を修正するための交換部品とし ても利用できる。そのような場合、ピボットブロック１０８（図６）は平衡桿１ ６の既存のくぼみ９６に合うような大きさに作られており、ピボットブロック９ ４がネジ９８などによって据え付けられているのと同じ方法で平衡桿に据え付け られるのに適している。軸１０２の回転軸ピン１２２はナイフエッジフルクラム １８の軸ピン１２４に位置しており、それによってピボットアセンブリ８８がピ ボットアセンブリ１００で差し替えられても平衡桿が同じ旋回点を維持すること が好ましい。ピボットブロック１０８と軸１０２はピボットアセンブリ１００の 旋回点に位置しているので、追加された部品は慣性ウェートを平衡桿に対して、 或いは目に見えるほどの効果を屈曲試験機の性能に対して効果的に与えられない 。既存のピボットアセンブリ８８をピボットアセンブリ１００で差し替えるため には、ナイフエッジフルクラム１８とピボットアセンブリ８８のピボットブロッ ク９４が除去されそしてピローブロック１０４、ピボットブロック１０８および 軸１０２で差し替えられる。屈曲試験機に対するその他の変更は必要とされない ことが好ましい。 図７から図９までを参照すると、テストの全行程またはその一部において平衡 桿１６を定位置に固定するための自動ロッキングアセンブリ１３０が示されてい る。自動ロッキングアセンブリ１３０は、図１に示される手動ロッキングピン７ ４と同じ機能を実施し、屈曲試験機テストの開始時および最後だけでなくそれ以 外のテストにおいても平衡桿１６を定位置に水平状態に固定するために用いられ る。ロッキングアセンブリ１３０は、ピボットアセンブリ１００とレベリングセ ンサー３２との間のピボットアセンブリ１００の丁度後部に位置するのが好まし い。 ロッキングアセンブリ１３０は、上方偏心カム１３２と下方偏心カム１３４を それぞれ包含し、上方カム1３２は平衡桿１６の頂面１３６と選択的な接触をす るために平衡桿１６の上方に位置し、下方カム１３２は平衡桿１６の底面１３８ と選択的な接触をするために平衡桿１６の下方に位置している。カム１３２と１ ３４は少なくとも２点間で回転可能であり且つピボットアセンブリ１００と共同 して第１の回転位置に在るときに平衡桿１６を水平状態に固定しそして第２の回 転位置に在るときに平衡桿を軸ピン１２２の周りに旋回させる。 それぞれのカム１３２および１３４は、平衡桿１６に関して定位置に固定され 、平衡桿のどちらか片側に配置されているベアリングアセンブリ１４４と１４６ 内にそれぞれ固定されている軸１４０と１４２への結合を介して回転する。上方 カム１３２が固定されている上方軸１４０の回転運動はレバーアーム１４８とア ク チュエーター１５０を介して達成される。アクチュエーター１５０は油圧または 空気圧シリンダーを包含する幾つかの公知の種類の一つであり、フレーム１１に 関してアクチュエーターに角運動を許容する適当な結合１５２を介してフレーム １１に固定されている。アクチュエーターのロッド１５４は、上方軸１４０に固 定され且つそこから放射状に伸びているレバーアーム１４８に回転可能に接続さ れている。よってレバーアーム１４８は、ロッド１５４の線運動を上方軸１４０ と上方カム１３２の回転運動に変換する。 レバーアーム１４８の末梢の上方軸１４０上に位置しているので、上方歯車１ ５６は上方軸と共に回転する。上方歯車１５６は、下方軸１４２に取り付けられ ている同様な下方歯車１５８と網目に絡んでいる。その結果、アクチュエーター １５０による上方軸１４０と上方歯車１５６の回転は下方軸１４２と下方歯車１ ５８に伝達され、二つのカムが一緒に回転する。カムの偏心度とは、アクチュエ ーターロッド１５４の僅かの移動がカムを選択的に平衡桿１６に噛み合わせて固 定の水平状態にそれを固定するか或いはカムを平衡桿から十分に引き戻して該桿 を屈曲試験機テストを行うのに必要な程度に自由に旋回できる程度である。 アクチュエーター１５０、従ってカム１３２と１３４の位置は、実行される特 定のテストに従ってライン１６０を介してコンピューター２２の如き処理装置に よって制御されることが好ましい。例えば、図７と図８に示されるように、屈曲 試験機テストの開始以前にコンピューター２２はアクチュエーター１５０を制御 してアクチュエーターロッド１５４を十分に引き戻し、それによって上方カム１ ３２と下方カム１３４を平衡桿１６のそれぞれ頂面１３６および底面１３８と接 触する位置に対して回転させそして平衡桿を水平状態に固定する。テストが開始 されそして様々な応力に対する試験機の応答が安定すると、図９に示されるよう に、コンピューター２２はアクチュエーター１５０にアクチュエーターロッド１ ５４を延伸させ且つカムを平衡桿１６から離れた位置で回転させて残りのテスト 期間中平衡桿１６を自由な状態で旋回させる。屈曲試験機テストの時間による終 了、或いはテストに対する物質の応答が突然変化したときなどのような別の条件 のコンピューターによる検知で、コンピューター２２はアクチュエーター１５０ にアクチュエーターロッド１５４を引き戻させ、それによって平衡桿１６と接触 しているカム１３２と１３４を回転させそして平衡桿１６を定位置に固定する。 その時にテストは、システムがゆっくりと停止しながら平衡桿１６またはピボッ トアセンブリ１００に対する破損の有意な危険性を伴わずに終了することが出来 る。従って自動ロッキングアセンブリ１３０によって屈曲試験機テストの如きテ ストが管理なしで行われる。 作業者がテストシステム１０に、特定の基本粘弾性のテストの如き固定桿を必 要とするテストの実行を指示する場合は、コンピューター２２はアクチュエータ ー１５０を制御してアクチュエーターロッド１５４を十分に引き戻し、それによ って上方カム１３２と下方カム１３４を平衡桿１６のそれぞれ頂面１３６および 底面１３８と接触する位置に対して回転させそしてテストの間中平衡桿を固定さ れた水平状態に固定する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年８月２２日 【補正内容】 請求の範囲 １．粘弾性物質（１４）が設置されるアンビル（２４）を支持する平衡桿（１６ ）、該平衡桿は旋回可能であり；該物質（１４）に静的負荷を付加するためのア センブリ（４２）；該物質（１４）に動的歪を付加するための該アンビル（２４ ）と相対するハンマー（５２）；および、該物質（１４）中での永久寸法変化を 感知するセンサー（３２）から成り、該平衡桿（１６）が回転軸（１０２）上に 水平状態に保たれ且つ該回転軸（１０２）の軸ピン（１２２）を中心に旋回可能 であることを特徴とする屈曲試験機テストを実施するためのシステム。 ２．該平衡桿（１６）の底部（１３８）と接触するための第一接点（１３４）と 該平衡桿（１６）の頂部（１３６）と接触するための第二接点（１３２）を包含 するロッキングアセンブリを包含し、該ロッキングアセンブリは該桿（１６）が 自由に旋回する第一状態と、二つの該接点（１３２、１３４）が協同して該平衡 桿（１６）を定位置に固定する第二状態を有する、請求項１のシステム。 ３．粘弾性物質（１４）が設置されるアンビル（２４）を支持する平衡桿（１６ ）、該平衡桿は旋回可能であり；該物質（１４）に静的力を付加するためのアセ ンブリ（４２）；該物質（１４）に動的歪を付加するための該アンビル（２４） と相対するハンマー（５２）；および、該物質（１４）のこのテストに対する応 答を感知するための少なくとも１つのセンサーから成り、該平衡桿（１６）が回 転軸（１０２）上に水平状態に保たれ且つ該回転軸（１０２）の軸ピン（１２２ ）を中心に選択的に旋回可能であり； 該平衡桿（１６）の底部（１３８）と接触するための第一接点（１３４）と該平 衡桿の頂部（１３６）と接触するための第二接点（１３２）を包含するロッキン グアセンブリを包含し、該ロッキングアセンブリは該桿（１６）が自由に旋回す る第一状態と、二つの該接点（１３２、１３４）が協同して該平衡桿（１６）を 定位置に固定する第二状態を有する； および ロッキングアセンブリの状態を制御するための制御装置（２２）、 によって特徴づけられる、粘弾性テストを実施するためのシステム。 ４．該軸（１０２）が一対の支持ベアリング（１４４、１４６）内に回転可能に 固定されている、請求項１から３のいずれかのシステム。 ５．該軸（１０２）が該平衡桿（１６）の底部（１３８）と接触している平らな 領域（１１６）を包含する、請求項１から４のいずれかのシステム。 ６．該軸（１０２）がピボットブロック（１０８）を介して該平衡桿（１６）に 固定されている、請求項１から５のいずれかのシステム。 ７．該物質（１４）の温度を感知するサーモカップル（７０）を包含する、請求 項１から６のいずれかのシステム。 ８．ロッキングアセンブリの状態を制御するための制御装置（２２）を包含する 、請求項２から７のいずれかのシステム。 ９．該制御装置（２２）が屈曲試験機テストの開始時および終了時において第二 状態に在りそして屈曲試験機テストの中間時において第一状態に在るロッキング アセンブリを制御する、請求項８のシステム。 １０．該制御装置（２２）がテストを通じて第二状態に在る該ロッキングアセン ブリを制御する、請求項８のシステム。 １１．二つの接点（１３２、１３４）が偏心カムである、請求項２から１０のい ずれかのシステム。 １２．該カムがアクチュエーター（１５０）とレバーアームリンケージ（１４８ ）によって回転される二つの回転軸（１４０、１４２）に取り付けられている、 請求項１１のシステム。 １３．該テストを制御し、および／またはテストデータを収集し、および／また は該物質（１４）の特性を算出する処理装置（２２）を包含する、請求項１から １２のいずれかのシステム。 １４．該処理装置（２２）が付加される動的歪の波形と該物質（１４）の強制応 答の波形の間の位相差を決定する、請求項１３のシステム。 １５．該処理装置（２２）が該位相差、付加される動的歪の波形および該物質（ １４）の強制応答の波形から該物質（１４）の特定の基本粘弾性を算出する、 請求項１４に記載のシステム。 １６．据付け装置に回転可能に固定された回転軸（１０２）、該据付け装置はナ イフエッジフルクラム（１８）の代わりとして該屈曲試験機のフレームに据え付 けられており、そして、屈曲試験機の該平衡桿（１６）内のピボットブロック（ ９４）の差し替え用に適した差し替え用ピボットブロック（１０８）、該差し替 え用ピボットブロック（１０８）は、さらに、該軸（１０２）の少なくとも一部 を受け取るために適しており、該軸（１０２）の旋回軸（１２２）と平衡桿（１ ６）は差し替え前は該ナイフエッジフルクラム（１８）の先端と同軸である、こ とを特徴とする、平衡桿（１６）を支持するナイフエッジフルクラム（１８）を 有する屈曲試験機の変換用アセンブリ。 １７．該軸（１０２）が該平衡桿（１６）の底部（１３８）と接触している平ら な領域（１１６）を包含する、請求項１６のアセンブリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粘弾性物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は回転軸上に 平衡に保たれ且つ該回転軸の軸ピンを中心に旋回可能であり；該物質に静的荷重 を付与するためのアセンブリ；該物質に動的歪を付与するための該アンビルと相 対するハンマー；および、該物質中での永久寸法変化を感知するセンサー、を包 含して成る屈曲試験機テストを実施するためのシステム。 ２．該平衡桿の底部と接触するための第一接点と該平衡桿の頂部と接触するため の第二接点を包含するロッキングアセンブリを包含し、該ロッキングアセンブリ は該桿が自由に旋回する第一状態と、二つの該接点が協同で該平衡桿を定位置に 固定する第二状態を有する、請求項１のシステム。 ３．粘弾性物質が設置されるアンビルを支持する平衡桿、該平衡桿は回転軸上に 平衡に保たれ且つ該回転軸の軸ピンを中心に選択的に旋回可能であり；該平衡桿 の底部と接触するための第一接点と該平衡桿の頂部と接触するための第二接点を 包含するロッキングアセンブリ、該ロッキングアセンブリは該桿が自由に旋回す る第一状態と、二つの該接点が協同で該平衡桿を定位置に固定する第二状態を有 し；該物質に静的力を付与するためのアセンブリ；該物質に動的歪を付与するた めの該アンビルと相対するハンマー；および、このテストに対する該物質の反応 を感知するための少なくとも一つのセンサー；該ロッキングアセンブリの状態を 制御するための制御装置を含有してなる、粘弾性試験を実施するためのシステム 。 ４．該軸が一対の支持ベアリング内に回転可能に固定されている、請求項１から ３のいずれかの請求項に記載のシステム。 ５．該軸が該平衡桿の底部と接触している平らな領域を包含する、請求項１から ４のいずれかの請求項に記載のシステム。 ６．該軸がピボットブロックを介して該平衡桿に固定されている、請求項１から ５のいずれかの請求項に記載のシステム。 ７．該物質の温度を感知するサーモカップルを含有する、請求項１から６のいず れかの請求項に記載のシステム。 ８．該ロッキングアセンブリの状態を制御するための制御装置を含有する、請求 項２から７のいずれかの請求項に記載のシステム。 ９．該制御装置が屈曲試験機テストの開始時および終了時に該ロッキングアセン ブリが第二状態に在るように制御し、且つ屈曲試験機テストの中間時に該ロッキ ングアセンブリが第一状態に在るように制御する、請求項８に記載のシステム。 １０．該制御装置がテストを通じて、該ロッキングアセンブリが第二状態に在る ように制御する、請求項８に記載のシステム。 １１．二つの該接点が偏心カムである、請求項２から１０のいずれかの請求項に 記載のシステム。 １２．該カムがアクチュエーターとレバーアームリンケージによって回転される 回転軸に付加されている、請求項１１に記載のシステム。 １３．テストを制御し、および／もしくはテストデータを収集し、および／もし くは該物質の特性を算出するための処理装置を含有する、請求項１から１２のい ずれかの請求項に記載のシステム。 １４．該処理装置が付加された動的歪の波形と該物質の強制応答の波形との間の 位相差を決定する、請求項１３に記載のシステム。 １５．該処理装置が該位相差、付加された動的歪の波形および該物質の強制応答 の波形から該物質の特定の基本粘弾性を計算する、請求項１４に記載のシステム 。 １６．据付け装置内に回転可能に固定された回転軸、該据付け装置は該ナイフエ ッジフルクラムの代わりとして該屈曲試験機のフレームに固定されており；およ び、屈曲試験機の該平衡桿内のピボットブロックの差し替え用として適した差し 替え用ピボットブロック、該差し替え用ピボットブロックは、該軸の少なくとも 一部を受けるためにも適しており、該軸と平衡桿の軸ピンは差し替え前は該ナイ フエッジフルクラムの先端と同軸である、から成る、平衡桿を支持するナイフエ ッジフルクラムを有する屈曲試験機の変換用アセンブリ。 １７．該軸が該平衡桿の底部と接触している平らな領域を包含する、請求項１６ に記載のシステム。 １８．実行されるべき第一テストと第二テストのいずれかを選択し；該物質に静 的負荷を付加し；該第二テストが選択された場合に該物質に動的歪を付加し、該 第一テストが選択された場合に該物質に初期静的歪を誘発させ；該第一テストが 選択された場合に該物質に付加された動的歪を感知し；該第一テストが選択され た場合に該初期静的歪と動的歪に対する該物質の強制応答を検知し；そして該第 二テストが選択された場合に該物質中の永久寸法変化を感知する、各工程からな る、粘弾性物質の様々な特性をテストするための方法。 １９．付加された動的歪の波形と該物質の強制応答の波形との間の位相差を決定 することをさらに含有する、請求項１８に記載の方法。 ２０．該位相差、付加された動的歪の波形および該物質の強制応答の波形から該 物質の特定の基本粘弾性を計算することをさらに含有する、請求項１９に記載の システム。