JPH0120681Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はゴム試料の発熱量測定装置に関し、さ
らに詳しくは、ゴムに代表される粘弾性体の発熱
特性を評価する発熱量測定装置として知られてい
るA.S.T.M.D−623−67MethodAに規格された
Goodrich Flexometer（以下ゴム試料の発熱量測
定装置）の改良に関するものである。

グツドリツヂフレクソメータ（Goodrich
Flexometer）すなわちゴム試料の発熱量測定装
置は1937年イー、テイー、レセツヒ（E.T.
Lessig）により発熱疲労試験装置として発売さ
れ、その後A.S.T.M規格に取り入れられ各種の
改良がなされ、現在でもA.S.T.M.D−
623MethodAとして広く利用されている装置であ
る。

この装置の構造とその作動を第１図を参照しつ
つ簡単に説明すると共に、この装置の問題点を説
明する。

第１図は現在使用されているゴム試料の発熱量
測定装置の概略を示す斜視説明図であつて、１は
試験装置本体のフレームを示し、フレーム中には
電動機（図示しない）を備えＶプーリー（図示し
ない）を介してエキセントリツクホイル２にて回
転運動を上下運動に変える。円筒形試料３は試料
用上部アンビル４と下部アンビル５の間にはさま
れ下部アンビル５の中心部にはエボナイト板で熱
絶縁され中心に熱電対の接点があり試料３の発熱
量を記録計へ出力している。試料３には、まず圧
縮荷重を加えるが、これは天秤方式で荷重を加え
る。天秤のレバーアーム６の支点７はナイフエツ
ヂになつており荷重８が加わるとレバーアーム６
が傾きレバーアーム６にネジ１０で結合されてい
る下部アンビル５を押し上げるので試料３に圧縮
荷重が加わる。レバーアーム６の後方には差動ト
ランス９が連結されており、レバーアーム６が傾
くとその変位量すなわち試料の圧縮変化量が、そ
の変化量の分だけレバーシブルモーター１１によ
り回転量に変換され、電磁クラツチ１２にてウオ
ームギヤー１３、ウオームホイル１４に伝達さ
れ、ヘリカルギヤー１５を回転する。ヘリカルギ
ヤー１５の回転により下部アンビル５用のネジ１
０が上下しレバーアーム６が常に水平が保たれる
ようにコントロールされる。

試料３に圧縮荷重が加わつた後、エキセントリ
ツクホイル２を回転させ、コネクテイングロツト
１６を上下動させこのコネクテイングロツト１６
に連結された上部ビーム１７により上部アンビル
４を上下運動させ、試料３に繰り返し圧縮歪を加
える。繰り返し圧縮歪によつて試料３がセツトし
た圧縮変化量も同様に下部アンビル５が上下し、
レバーアーム６が水平になるように作動する。

また、この試料３の圧縮変化量はウオームギヤ
ー１３と同軸上のポテンシヨメーター１８にて試
料３の歪量を記録計へ出力している。

また、この試験機では試料３に加える繰り返し
圧縮速度が早いため、試料３が圧縮振動すると下
部アンビル５も振動しレバーアーム６が振動し正
確な圧縮荷重を加えることができなくなる。これ
を防ぐためレバーアーム６の慣性を増加させるた
めカウンターバランス１９，１９′をレバーアー
ム前後に加え、振動を減少させている。従つて試
料３に加える圧縮荷重はこのカウンターバランス
１９の上に荷重８を加えることになる。

しかしながら、カウンターバランス１９を利用
しても繰り返し圧縮歪を試料３に加える時や試験
を終了する時には圧縮速度が低速になり圧縮速度
とレバーアーム６の慣性との間に共振点が現わ
れ、レバーアーム６が激しく振動する領域があ
る。この領域を繰り返し圧縮速度が通過する時、
特に試験終了の時は圧縮速度がゆつくり低下し長
時間レバーアーム６が激しく振動するために、試
験機本体フレーム１に固定されたピン支持台２０
の中央に穴をあけその穴の軸上レバーアーム６に
も穴６ａをあけレバーアーム振動防止用テーパー
ピン２１を穴６ａにさし込みレバーアーム６の激
しい振動を防止する。このテーパーピン２１がさ
し込まれた状態ではレバーアーム６が振動しない
が同時に試料３に圧縮荷重が加わらないので試験
開始前後以外は当然このテーパーピン２１は引き
ぬかれている。

この試験機は試料３の発熱量や試料３の試験に
よるセツト量はすでに説明した様に自動的に検出
でき記録計などに自動的に記録できたが、レバー
アーム６の振動防止用テーパーピン２１のさし込
み、引きぬき作業は従来から作業者によりなされ
ていた。

このテーパーピン２１のさし込み、引きぬき作
業は試料３が下部アンビル５よりはみ出して、試
験を不可能にしたり、試験機自身を故障させたり
するのを防ぐ重要な作業である。従つて作業者は
手作業であるこの作業のため、試験中も試験機の
そばにいなくてはならず、また終夜運転で夜の間
に試験を終了させることが出来ない等大きな欠点
を有していた。

本考案の目的は前述したレバーアームの振動を
所要の時に自動的に阻止し得るようにした優れた
ゴム試料の発熱量測定装置を提供することにあ
る。

本考案は、上記目的を達成するため、所定位置
に取付けられた試料に、レバーアームを介して所
定の圧縮荷重を加えた状態で、一定歪量の圧縮歪
を繰り返し加え、前記試料の発熱量等を測定し得
るように構成し、前記レバーアームの支点前方
で、かつ試料の近傍に配設したピン支持台と、レ
バーアームとに、レバーアーム振動防止用テーパ
ーピンの挿脱可能な穴を設けて成るゴム試料の発
熱量測定装置において、前記ピン支持台の側部
に、前記ピン支持台とレバーアームとに形成した
穴に、テーパーピンを挿し抜き操作するシリンダ
ーを設けるとともに、このシリンダーに、テーパ
ーピンの前記穴に対する挿し抜き状態を検出する
ポジシヨンチエツカーを設け、このポジシヨンチ
エツカーからの信号に基づき、前記シリンダーと
作動圧流体源とを接続するホースに設けた電磁弁
を切換制御して作動圧流体をシリンダーの伸縮圧
力室に供給するようにしたことを要旨とするもの
である。

以下本考案を実施例により図面を参照して詳細
に説明する。

第２図は本考案の実施例からなるゴム試料の発
熱量測定装置を示す正面視説明図、第３図は同上
側面視説明図である。

図においてＧは本考案の実施例からなるゴム試
料の発熱量測定装置であつて、試料３に、レバー
アーム６を介して所定の圧縮荷重を加えた状態
で、一定歪量の圧縮歪を繰り返し加え、前記試料
の発熱量等を測定し得るよう構成したゴム試料の
発熱量測定装置本体Ｆに、該装置本体Ｆの試験開
始信号により前記レバーアーム６の抑止を解除す
ると共に、試験終了信号によりレバーアーム６を
抑止するよう構成したレバーアーム抑止装置Ｅを
設けることにより構成されている。

この構造をさらに説明すると、本実施例におい
て、前記レバーアーム抑止装置Ｅは、前述した従
来手作業で、さし込み、引きぬきしていたテーパ
ーピン２１の先端部にネジ部２２をもうけ、一方
シリンダー２３の軸部２４先端にもネジ部２５を
もうけ、互に固定することにより、シリンダー軸
部２４のＸ−Ｘ方向の移動でテーパーピン２１の
さし込み、引きぬき作業を自動化することが出来
るようになつている。前記シリンダー２３は、シ
リンダー支持台２６の上に固定され、シリンダー
支持台２６は試験機本体フレーム１にボルト２７
で固定されている。当然シリンダー２３の軸２４
の位置とテーパーピン２１の位置は一致する様、
位置調整がなされている。

さらに、前記テーパーピン２１をレバーアーム
６に差し込む際、テーパーピン２１の先端がレバ
ーアーム６の穴６ａに衝突しないようテーパーピ
ン２１は前記穴６ａより細く形成してある。

シリンダー２３の軸２４のＸ−Ｘ方向移動は、流
体例えば圧縮空気によつてなされる。圧縮空気は
減圧弁２８によつて圧力が調整されシリンダー軸
２４のＸ−Ｘ方向の移動速度をコントロールする
ことが出来る。シリンダー２３の外側にはシリン
ダー軸２４のＸ−Ｘ方向の位置を検出するポジシ
ヨンチエツカー２９，３０が取付けられておりシ
リンダー軸２４が押し出されている状態（テーパ
ーピン２１がレバーアーム６にさし込まれている
状態）やシリンダー軸２４が引き込んでいる状態
（テーパーピン２１がレバーアーム６より引きぬ
かれている状態）を検出し、電磁弁３１の切換え
により圧縮空気をゴムホース３２又は３３を通じ
て送りシリンダー軸２４をＸ−Ｘ方向の必要方向
に移動させることが出来る。

第３図にはカウンターバランス１９，１９′が
図示されているが、第２図と同様電磁クラツチ１
２やウオームギヤ１３等は省略してある。水準器
３４は、レバーアーム６の水平を目視で観察する
ためのものであり、試験開始前のレバーアーム６
にテーパーピン２１をさしこみレバーアーム６の
水平を水準器３４で確認し、その状態で差動トラ
ンス９の０点を調整する。

またリミツトスイツチ３５や防振ゴムブロツク
３６は試験中試料３が破壊してレバーアームが激
しく振動した場合、支点７のナイフエツヂ部を破
損したり下部アンビル５を破損したりするのを防
ぐ目的で取付けてあり、リミツトスイツチ３５が
働くと電動機が停止し、且つ防振ゴムブロツク３
６でレバーアーム６の振動を抑えることができ
る。次に、上記の電動機とテーパーピン２１との
関係について説明する。試験中に試料３に異常が
なく、電動機の電源がタイマーにより切れると、
第４図に示す電源リレー３８が働き、ポジシヨン
チエツカー３０を介してテーパーピン２１の抜け
状態を確認する。すると、ポジシヨンチエツカー
３０から電磁弁３１に弁切換信号が出力されて、
電磁弁３１が切換りシリンダー２３の伸張圧力室
に作動圧流体が流入する。

そして、シリンダー２３が伸張作動して、その
ロツドに連結されたテーパーピン２１が突出して
レバーアーム６の穴６ａに係合し、レバーアーム
６が共振する前に自動的に抑止させることが出来
るのである。また、試験中に試料３が破壊等を起
こして異常が発生した場合には、リミツトスイツ
チ３５が働き、電動機の電源が切れる。すると、
上記と同様な作動で、ポジシヨンチエツカー３０
からの信号で電磁弁３１が切換り、シリンダー２
３を介してテーパーピン２１を穴６ａに係合させ
ることによりレバーアーム６の振動を有効に阻止
することが出来るのである。

またテーパーピン２１の動作は本実施例におい
ては上述したようにエヤシリンダーによつてお
り、この手段がピンの移動速度の点やコストの点
や寸法の点から最も効果的であるが、その他ギヤ
ーによるシリンダーの移動や偏心輪によるピスト
ンの移動によるテーパーピン２１の動作手段を用
いてもよいのは勿論である。

なお前記ゴム試料の発熱量測定装置本体Ｆの構
造は、前述した従来のものと同一構造であるから
ここでの詳細な構造説明は省略する。

次に第４図に示すブロツク図を参照しつつ本装
置Ｇの作動を説明する。

まず電源３７を投入する。３７により電源リレ
ー３８が働きシステム全体が働く。デジタルタイ
マー３９の電源は自動的に投入され、試験条件に
より各々のスイツチの選択を行う。

自動の表示５５がなされた後作業者によつて試
料３が正しくセツトされているか否かを確認した
後、自動スタートボタン５６を押すと自動スター
トが表示５７され自動試験がスタートする。前回
の試験終了時にはテーパーピン２１はレバーアー
ム６にさし込まれているので、試験は必ずテーパ
ーピン２１がさし込まれた状態で開始する。表示
５７の表示後、あらかじめタイマーにより設定さ
れた時間の経過後例えば２秒後にブザー５７′が
鳴り電磁弁３１が開閉しエヤーシリンダー２３が
作動し、テーパーピン２１が抜ける。ピンが抜け
５８ポジシヨンチエツカー３０によつてピン抜け
を検出５９する。テーパーピン２１が抜けるとレ
バーアーム６はフリーになり試料３に設定した静
荷重８が加わる。静荷重８により試料３は圧縮さ
れ、圧縮歪の分だけレバーアーム６が傾き差動ト
ランス６０で水平バランスの検出を行う。バラン
スの検出信号でモーターコントローラー６１を働
かせ、レバーアーム６の水平を保持する。モータ
ーコントローラー６１が、例えば５秒間作動しな
くなるとレバーアーム６のバランスが保たれたと
判断し（検出し６２）次に試料３に動的圧縮歪を
加えるための駆動モーター６３を自動的に作動さ
せる。この駆動モーターの作動と同時にデジタル
タイマーもスタートし６４動的歪を加える試験時
間がカウントされる。駆動モーター６３が作動し
始めると試料３に圧縮歪が加わる。

一般的には駆動モーター６３の作動開始時期は
短時間（約５秒以内）で設定速度までモーター回
転数は上昇し、共振点もすぐ通過し安定状態に入
るので試料３に衝撃も加わりにくいし試料外れが
起ることもあまりない。動的圧縮歪が繰り返し試
料３に加わり、異常がなければ６４のタイムアウ
トにより試験が終了する６８。試験終了と同時に
ブザー６９が鳴りあらかじめタイマーにより設定
された時間（例えば３秒）経過後電磁弁３１が開
閉しエヤーシリンダー２３が作動しテーパーピン
２１がレバーアーム６にさしこまれる。ピン入り
７０はポジシヨンチエツカー２９によつてピン入
を検出７１する。またポジシヨンチエツカーが働
かないでピン抜検出５９、ピン入検出７１がなさ
れない場合は次の作動に進まない。ピン入を検出
した後駆動モーターが停止し７２試験が完了し正
常完了表示７３を行い。次の試験の準備か又はシ
ステム全体を停止する。また繰り返し圧縮歪によ
り試料３が試験中セツトした分だけレバーアーム
６が傾き差動トランス６０の検出信号でモーター
コントローラー６１を作動させるが、この試料３
がセツトした量を差動トランス６０の検出信号と
して記録計７４に記録し、試験中の時間の経過と
ともに試料３の時間圧縮変化量を知ることができ
る。時々刻々の圧縮歪量はデジタルパネルメータ
ー７５に表示される。また試料３がセツトしすぎ
て上下アンビル４，５が接触するまで平らに変形
しては上下アンビル４，５が繰り返し歪ごとにぶ
つかり破損するので、それを防止するためデジタ
ルコンパレーター７６により異常セツト量例えば
12mm圧縮歪を検出７７し試料のセツト量が12mm以
下であつたら正常試験として試験を続行し、12mm
以上であつたら試験を停止する。試験が正常完了
し停止７２した場合は試料３は12mm以下ではある
が、ある程度セツトされているので、次の試験開
始までに下のアンビル５を下方に移動させなけれ
ばならない。このためデジタルコンパレーター７
６により記録計７４からの出力が0mV（すなわち
セツト量が０）になるようにモーターコントロー
ラー６１を作動させ記録計出力0mVを検出８０
し次の試験のためのリセツト８１を行う。

本考案は上述したように、構成したので、以下
のような優れた効果を奏するものである。

(a) テーパーピンの挿し抜き作業を自動的に行う
ことで、ゴム試料の発熱量試験中に、作業員が
試験機のそばにいなくても良く、特に夜間運転
時において、夜間に試験を終わらせて試験機を
自動的に停止することも可能である。

従つて、省人化を図ることが出来ると共に、
試験機の稼動率を向上し、発熱量試験の能率を
向上させることができる。

(b) レバーアームの抑止手段として、シリンダー
と、テーパーピンの前記穴に対する挿し抜き状
態を検出するポジシヨンチエツカーと、このポ
ジシヨンチエツカーからの信号に基づき、前記
シリンダーの伸縮圧力室に作動圧流体を給排を
制御する電磁弁とで構成したことにより、テー
パーピンの穴に対する挿し抜き作動が確実に検
出出来ると共に、挿し抜き作動時のガタが少な
く、移動量や移動方向の精度が極めて良く、レ
バーアームの振動を所要の時に自動的に阻止す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のゴム試料の発熱量測定装置を示
す斜視説明図、第２図は本考案の実施例からなる
ゴム試料の発熱量測定装置を示す正面視説明図、
第３図は同上側面視説明図、第４図は同上作動ブ
ロツク図である。 ３……試料、６……レバーアーム、Ｆ……装置
本体、Ｅ……レバーアーム抑止装置、２０……ピ
ン支持台、２１……テーパーピン、２３……シリ
ンダー、２９，３０……ポジシヨンチエツカー、
３１……電磁弁、３２，３３……ホース（ゴムホ
ース）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定位置に取付けられた試料に、レバーアーム
   を介して所定の圧縮荷重を加えた状態で、一定歪
   量の圧縮歪を繰り返し加え、前記試料の発熱量等
   を測定し得るように構成し、前記レバーアームの
   支点前方で、かつ試料の近傍に配設したピン支持
   台と、レバーアームとに、レバーアーム振動防止
   用テーパーピンの挿脱可能な穴を設けて成るゴム
   試料の発熱量測定装置において、前記ピン支持台
   の側部に、前記ピン支持台とレバーアームとに形
   成した穴に、テーパーピンを挿し抜き操作するシ
   リンダーを設けるとともに、このシリンダーに、
   テーパーピンの前記穴に対する挿し抜き状態を検
   出するポジシヨンチエツカーを設け、このポジシ
   ヨンチエツカーからの信号に基づき、前記シリン
   ダーと作動圧流体源とを接続するホースに設けた
   電磁弁を切換制御して作動圧流体をシリンダーの
   伸縮圧力室に供給するようにしたことを特徴とす
   るゴム試料の発熱量測定装置。