JPH1123437A - 棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状材の曲げ剛性力を正確に測定することが
でき、更にゴムホースの場合に、低温時、加圧時の曲げ
剛性力も定量的に測定することが出来る棒状材の曲げ剛
性力測定方法及び装置を提供する。 【解決手段】 曲げ剛性力測定装置１０は、支持台１１
上に曲率半径Ｒを有する半円状の板状の曲げ用マンドレ
ル１２がビス１３を介して着脱可能に垂直に固定されて
いる。板状の曲げ用マンドレル１２の側面には、該曲げ
用マンドレル１２の側面に沿って等速で旋回移動する検
出器付き押圧手段の支持アーム１５が設けら、支持アー
ム１５の基端部１５ａは、曲げ用マンドレル１２の中心
Ｏに設けられた旋回軸１６に取付けられ、また支持アー
ム１５の先端１５ｂには、ブラケット１７を介して被測
定用棒状材Ｗの略半円周部分を覆うガイド溝３０を備え
た回転自在なガイドローラ１８ａ，１８ｂと、曲げ剛性
力（法線力）を測定するロードセル等の曲げ検出器１９
ａ，１９ｂとが取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ゴムホース，ワ
イヤー，金属棒，樹脂棒等の棒状材の曲げ剛性力測定方
法及び装置に係わり、更に詳しくは曲げ剛性力を正確に
自動計測可能にした棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムホース等の棒状材の曲げ剛性
力（曲げ力）を測定する方法は、図７に示すように、ゴ
ムホースＷの基端部をバイス等の固定治具１にクランプ
固定し、所定長さＬの他端側に図示しないバネ秤り３を
取付けて引張り、二点鎖線で示すように半円弧状に屈曲
させ、この屈曲形状を、図８に示すように複数の曲げ半
径Ｒを描いたテンプレート２を当てて、その時の曲率半
径Ｒと、バネ秤りを値を読み取って測定していた。その
ため測定作業には、少なくとも二人の作業員が必要であ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記のよ
うにバネ秤りを用いて少なくとも二人の作業者が曲げ剛
性力を測定する方法は、以下のような種々の問題があっ
た。 ．ゴムホースＷを曲げる速さが一定でないので、測定
者によるバラツキが大きく、高精度な測定が出来ない。 ．曲げ力の方向が定まらないため、曲げ半径Ｒを描い
たテンプレート２上での測定点が正確に読み取ることが
出来ない。 ．曲げ力最大時（曲げ半径過小時）にゴムホースＷの
固定端がずれて正確な測定が出来ない。 ．ゴムホースの場合には、低温時の曲げ形状が半円状
にならず、途中で折れてしまうため、曲げ力を測定する
ことが出来ない。 ．ゴムホースの加圧時の曲げ力が測定出来ない。

【０００４】この発明の目的は、棒状材の曲げ剛性力を
正確に測定することができ、更にゴムホースの場合に、
低温時、加圧時の曲げ剛性力も定量的に測定することが
出来る棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の棒状材の曲げ剛性力測定方法は、外周に
円弧状のガイド面を有する曲げ用マンドレルを支持台に
固定すると共に、該円弧状のガイド面に沿って移動自在
な検出器付き押圧手段を設け、前記支持台に一端を固定
した被測定用棒状材を、前記検出器付き押圧手段により
湾曲させ、その任意位置において前記検出器により被測
定用棒状材の曲げ剛性力を測定することを要旨とするも
のである。

【０００６】またこの発明の棒状材の曲げ剛性力測定装
置は、被測定用棒状材のガイド面を備えた所定の曲率半
径を有する半円状の曲げ用マンドレルを支持台上に設置
し、前記曲げ用マンドレルの一端側に、被測定用棒状材
の一端を支持する固定手段を設け、前記曲げ用マンドレ
ルの外周部に、被測定用棒状材を前記ガイド面に沿わせ
て旋回可能する検出器付き押圧手段を設けたことを要旨
とするものである。

【０００７】このように円弧状のガイド面を有する曲げ
用マンドレルを支持台に固定すると共に、該円弧状のガ
イド面に沿って移動自在な検出器付き押圧手段を設け、
前記支持台に一端を固定した被測定用棒状材を、前記検
出器付き押圧手段により湾曲させ、その任意位置におい
て前記検出器により被測定用棒状材の曲げ剛性力を測定
するようにしたので、自動計測により正確な曲げ剛性力
を測定することができ、またゴムホースの場合には、低
温時や、加圧時の曲げ剛性力を定量的に測定することが
出来る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、この発
明の実施形態を説明する。図１は、この発明にかかる棒
状材の曲げ剛性力測定方法を実施するための曲げ剛性力
測定装置の正面図、図２はその側面図、図３（ａ）は図
２のＡーＡ矢視拡大断面図を示している。

【０００９】曲げ剛性力測定装置１０は、支持台１１上
に曲率半径Ｒを有する半円状の板状の曲げ用マンドレル
１２がビス１３を介して着脱可能に垂直に固定されてい
る。この曲げ用マンドレル１２の外周のガイド面には、
中空，中実または板状のゴムホース，樹脂ホース，ワイ
ヤー，金属棒，樹脂棒等の棒状材から成る被測定用棒状
材Ｗの略半円部分を覆う断面凹状のガイド溝１４が形成
されている。

【００１０】支持台１１の一側部には、被測定用棒状材
Ｗの一端を着脱可能にクランプする固定プレート及びボ
ルト等から成る固定手段１１ａが設けられている。板状
の曲げ用マンドレル１２の側面には、該曲げ用マンドレ
ル１２の側面に沿って等速で旋回移動する検出器付き押
圧手段の支持アーム１５が設けら、支持アーム１５の基
端部１５ａは、曲げ用マンドレル１２の中心Ｏに設けら
れた旋回軸１６に取付けられ、また支持アーム１５の先
端１５ｂには、ブラケット１７を介して被測定用棒状材
Ｗの略半円周部分を覆うガイド溝３０を備えた回転自在
なガイドローラ１８ａ，１８ｂと、曲げ剛性力（法線
力）を測定するロードセル等の曲げ検出器１９ａ，１９
ｂとが取付けられている。

【００１１】ブラケット１７は、スプリング２０及びネ
ジ軸２１等の位置調整機構２２を介して支持アーム１５
の先端側に移動調整可能に構成され、曲げ用マンドレル
１２の径及び被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対応出来る
ようになっている。上記のガイドローラ１８ａ，１８ｂ
の実施形態としては、図５に示すように、回転中心線Ｐ
−Ｐと同一軸線上に設けた回転自在なガイドローラ１８
ａと、回転中心線Ｐ−Ｐから若干ずらせた位置、即ち、
円弧状のガイド面の周方向に配設されたガイドローラ１
８ｂとの２ロール方式を採用しており、ガイドローラ１
８ａ，１８ｂの間隔は、ブラケット１７に対して移動調
整可能に取付けられ、ホースの柔軟性，呼び径（Ｄ）に
対応し、１〜３Ｄの範囲に調整可能である。

【００１２】なお押圧手段は、上記のようなガイドロー
ラ１８ａ，１８ｂに限定されず、図３（ｂ）に示すよう
に、ガイドローラ１８ａ，曲げ用マンドレル１２の幅Ｈ
を、被測定用棒状材Ｗの径Ｄａに対して幅広にして被測
定用棒状材Ｗの半径よりも大きな円弧を持つガイド溝１
４とし、被測定用棒状材Ｗとガイドローラ１８ａ，１８
ｂとの接触部分を減らし、即ち、点接触状態にすること
で、被測定用棒状材Ｗを過度に変形させない構造にする
ことも可能である。

【００１３】また、押圧手段を図４（ａ）に示すような
断面凹状のガイド部材２３ａ，２３ｂとしたり、また曲
げ用マンドレル１２のガイド溝１４の形状も断面凹状に
形成することも可能である。更に、図４（ｂ）に示よう
に、断面凹状のガイド部材２３ａ，２３ｂの両端鍔部２
３ｘ及び曲げ用マンドレル１２の両端鍔部１２ｘを上記
図４（ａ）に比べて短く形成し、被測定用棒状材Ｗとガ
イド部材２３ａ，２３ｂの両端鍔部２３ｘ及び曲げ用マ
ンドレル１２の両端鍔部１２ｘとの接触部分を減らし、
被測定用棒状材Ｗを過度に変形させない構造にすること
も可能である。

【００１４】前記支持アーム１５の基端部１５ａが連結
された旋回軸１６は、軸受２４を介して回転可能に支持
され、旋回軸１６はカップリング２５を介して支持台１
１上に設置された駆動モータ２６に連結されている。旋
回軸１６の途中には、チェーン２７，スプロケット２８
を介して検出器付き押圧手段１５の旋回角度を検出する
回転角度検出器２９が連結されている。

【００１５】次に、被測定用棒状材Ｗの曲げ剛性力測定
方法について説明する。まず、曲げ剛性力を測定する被
測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対応する曲げ用マンドレル
１２を選択して支持台１１上に固定すると共に、曲げ用
マンドレル１２の外周面に沿って旋回する検出器付き押
圧手段の支持アーム１５の基端部１５ａは、曲げ用マン
ドレル１２の中心Ｏに設けられた旋回軸１６の先端１５
ｂに取付けられるガイド部材１８ａ，１８ｂの位置を位
置調整機構２２を介して調整する。

【００１６】このような状態から、測定する被測定用棒
状材Ｗの一端を支持台１１の一側部に設けた固定手段１
１ａに固定し、この被測定用棒状材Ｗを曲げ用マンドレ
ル１２の半円弧状に形成したガイド面の断面凹状のガイ
ド溝１４と、被測定用棒状材Ｗの外周面側を固定手段１
１ａ側に移動させたガイド部材１８ａ，１８ｂのガイド
溝３０とで挟み込むように保持させる。

【００１７】この状態から、支持アーム１５を駆動モー
タ２６を駆動させてガイド部材１８ａ，１８ｂを曲げ用
マンドレル１２の外周ガイド面に沿って一定の速度で旋
回させると共に、その時の回転角度を回転角度検出器２
９で検出しながら、かつ被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に
対する曲げ剛性力を曲げ検出器１９ａ，１９ｂにより連
続的に自動的に測定する。

【００１８】このように、被測定用棒状材Ｗの一端を支
持台１１の一側部に設けた固定手段１１ａに固定して、
支持アーム１５を一定の速度で旋回させながら被測定用
棒状材Ｗの曲げ半径に対する曲げ剛性力を連続的に、ま
たは任意の位置（任意の角度）まで人手を介することな
く自動的に測定できる。なお、上記の実施形態では、被
測定用棒状材Ｗを鉛直方向に立てて曲げる例を示した
が、被測定用棒状材Ｗを水平方向に設置し、水平方向に
マンドレルに沿って曲げるように構成し、被測定用棒状
材Ｗの自重による影響を除去するようにすることも可能
である。

【００１９】また、一方の曲げ剛性力を測定した後、被
測定用棒状材Ｗの固定端を反転させることにより他方の
曲げ剛性力も容易に測定することが可能である。曲げ用
マンドレル１２は、支持台１１上に着脱可能に取付けら
れるので、省スペース，ワンタッチ取付けでいずれの曲
げ半径にも対応できる。更に、恒温槽等を用いて低温曲
げ時もなめらかな半円状で曲げることが可能となり、し
かも曲げ剛性力の測定も可能である。

【００２０】更に、被測定用棒状材Ｗをホースとした場
合、ホースに内圧をかけた状態で測定することも出来
る。また、プログラム化することで、自動測定結果のグ
ラフ化（チャート化）も同時に出来る。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、上記のように構成したの
で、以下のような優れた効果を奏するものである。 ．被測定用棒状材を連続的に自動計測するので、従来
の手動測定に比べて測定精度が向上し、曲げ剛性力の信
頼性を高めることが出来る。 ．従来測定が難しいとされていた低温時、加圧時の曲
げ剛性力の測定を定量的に測定が可能となる。 ．種々の取付け形状における曲げ剛性力の測定が可能
となり、金具端末部の応力解析に有効な手段となる。 ．被測定用棒状材の連続的計測と曲げ速度が可変であ
るため、曲げ速度と曲げ力の関係を容易に把握すること
が出来る。 ．被測定用棒状材の曲がり癖によらず、どの方向の曲
げ力も測定できる。従って、曲がり不良検出も有用であ
る。 ．低温時、加圧時の曲げ剛性力の測定の作業の軽労
化，安全化が可能となり、しかも省人化を図ることが出
来る。 ．ゴムホースの曲げ剛性力の測定に限らず、ワイヤ
ー，金属棒，樹脂棒等の棒状体の曲げ剛性力の測定を容
易に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる棒状材の曲げ剛性力測定方法
を実施するための曲げ剛性力測定装置の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】（ａ）は、図２のＡーＡ矢視拡大断面図、
（ｂ）は押圧手段の他の実施形態を示す断面図である。

【図４】（ａ）は、被測定用棒状材を保持する曲げ用マ
ンドレルのガイド溝の形状と、ガイド部材のガイド溝の
形状の実施形態を示す断面図、（ｂ）は、曲げ用マンド
レルのガイド溝の形状と、ガイド部材のガイド溝の形状
の他の実施形態を示す断面図である。

【図５】ガイドローラの拡大正面図である。

【図６】曲げ用マンドレルの拡大正面図である。

【図７】従来のゴムホースの曲げ剛性力測定方法を示す
説明図である。

【図８】従来の曲げ剛性力測定方法に使用するテンプレ
ートの説明図である。

【符号の説明】

１０ 曲げ剛性力測定装置 １１ 支持台 １１ａ 固定手段 １２ 曲げ
用マンドレル １３ ビス １４ ガイド
溝 １５ 検出器付き押圧手段 １５ａ 基
端部 １５ｂ 先端 １６ 旋回
軸 １７ ブラケット １８ａ，１８ｂ ガイド
ローラ １９ａ，１９ｂ 曲げ検出器 ２０ スプリ
ング ２１ ネジ軸 ２２ 位置調
整機構 ２３ａ，２３ｂ ガイド部材 ２４ 軸受 ２５ カップリング ２６ 駆動モ
ータ ２７ チェーン ２８ スプロ
ケット ２９ 回転角度検出器 ３０ ガイド
溝 Ｗ 被測定用棒状材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に円弧状のガイド面を有する曲げ用
   マンドレルを支持台に固定すると共に、該円弧状のガイ
   ド面に沿って移動自在な検出器付き押圧手段を設け、前
   記支持台に一端を固定した被測定用棒状材を、前記検出
   器付き押圧手段により湾曲させ、その任意位置において
   前記検出器により被測定用棒状材の曲げ剛性力を測定す
   る棒状材の曲げ剛性力測定方法。
2. 【請求項２】 被測定用棒状材のガイド面を備えた所定
   の曲率半径を有する半円状の曲げ用マンドレルを支持台
   上に設置し、前記曲げ用マンドレルの一端側に、被測定
   用棒状材の一端を支持する固定手段を設け、前記曲げ用
   マンドレルの外周部に、被測定用棒状材を前記ガイド面
   に沿わせて旋回可能する検出器付き押圧手段を設けて成
   る棒状材の曲げ剛性力測定装置。
3. 【請求項３】 前記押圧手段が、前記円弧状のガイド面
   の周方向に前後に並んだ一対のガイドローラと、該円弧
   状のガイド面の曲率半径中心を回動支点とする支持アー
   ムとから成る請求項２に記載の棒状材の曲げ剛性力測定
   装置。