JP2980968B2

JP2980968B2 - 粘弾性体の応力測定装置

Info

Publication number: JP2980968B2
Application number: JP2302758A
Authority: JP
Inventors: 茂喜小野; 耕作大谷; 登塚原
Original assignee: Bridgestone Corp; Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: JPH04177145A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ゴム等の粘弾性物質に連続的に剪断を与え
たときに発生する応力を測定する応力測定装置に関し、
特に試料のセット及び試験後の試料の除去、廃棄を自動
的に行うことができる応力測定装置に関するものであ
る。

（従来の技術）ゴム製品の性能は、原料及び配合ゴムの性質、特に、
その可塑性、粘性、弾性などによって大きな影響を受け
る。従って、エラストマ単体やゴム組成物の製造、評
価、及び研究開発を行うにあたっては、材料となる物質
の性質を測定し、その加工性について正確な情報を得る
ことが必要である。

ゴム等の粘弾性物質の粘性を測定する装置として、約
60年前にM.Mooneyによって考案された回転円盤粘度計が
ある。この装置は、ゴムのようなエラストマの加工性の
指標を得るために使用され、現在もゴム業界に広く普及
している。ASTM,ISO等全世界で規格されており、日本で
もJIS K6300の中で、未加硫ゴム物理試験法としてムー
ニー粘度計を用いて物性測定することが規格化されてい
る。

（発明が解決しようとする課題）ムーニー粘度計はいわゆるロータータイプであり、第
13図（ａ）に示すように、電動機によって駆動されるロ
ータ101と試験片とを上下ダイ102a,102bにより画成され
る中空の円筒形試料室103内部に入れ、ロータ101を一方
向に回転させてロータのシャフト101aに作用する反トル
クを測定するように構成されている。このムーニー粘度
計は広く一般に普及しており、年々改良されてきてはい
るが、ロータを使用するという点では変わりなく、この
ためローターシャフトの曲がりにより、測定データに
バラツキが生ずる、通常、ムーニー粘度計は、作業性
を鑑みて予熱などの必要性から一台の試験機で少なくと
も２個以上のロータを使用しているため、ロータどうし
のバラツキにより測定データにバラツキが生ずる、特
に、ムーニースコーチ試験を行う際には、試験終了後に
試料をロータから取り外すための工程で、ロータの側面
及び表面が傷付くため、測定データにバラツキが生じ
る、ロータシャフトをシールしているＯリングの老化
や摩擦力が原因で測定データにバラツキが生じる、など
の問題点があった。このため、ロータを含めた、試験機
の管理工数を上げることによって、測定データの精度を
保つようにしている。

また、試料の加工性を評価するためにムーニー試験機
で測定したロータの回転数とロータシャフトに作用する
反トルクのデータを剪断速度（γ）と剪断応力（ｓ）に
換算する手法が行われている。この場合、ロータの回転
がスリップすることなく確実に試料に剪断を与え、試料
に作用する剪断応力を正確に反トルクとして検出する必
要がある。第13図（ｂ）は第13図（ａ）に示すムーニー
粘度計の試料にかかる剪断速度（γ）を示すグラフであ
り、横軸はロータ中心からの距離（ｒ）を示す。試料室
103の中に収容した試料を第13図（ｃ）に符号a,b,cで示
すように特徴的な領域に分けて、各領域について別々に
剪断速度及び剪断応力を測定するようにする。剪断速度
γ_ａは、第13図（ｃ）に示す領域ａの試料にかかる剪断
速度、γ_ｂは領域ｂの試料にかかる剪断速度である。上
下ダイの内側面及びロータの全外周面にスリップ止めの
溝加工が施されているので、ロータの回転は確実に試料
に剪断を与え、これによって試料に発生する剪断応力は
ロータシャフト101aに反トルクとして伝達される。しか
しながら、第13図に示す装置では、領域ｃの試料につい
ては剪断速度の適当な計算式がなく、また、この部分の
試料はロータと直接接触しないので、トルクへの直接寄
与しないものと見なされ、この領域の試料の剪断応力を
検出することができないという欠点があった。

これらの問題点を解決すべく、本出願人は特願平２−
73245号において、ローターレスの粘弾性体の応力測定
装置を提案しているが、試験を終了した試料がまだ未加
硫状態の場合が多く、試料の装置への自動脱着が困難で
あった。

この点に関し、特開昭60−120253号公報で硬化度試験
装置において試料のセット及び試験後の試料の除去を自
動的に行うシステムが開示されているが、このシステム
を粘性成分の大きい未加硫状態又は半加硫状態のゴム等
に応用しようとしても、このシステムで対象としている
試験終了後の試料が完全に硬化した状態と未加硫状態又
は半加硫状態の差があるため、試験後の試料の排出が困
難となる問題があった。

本発明の目的は上述した課題を解消して、試料の状態
にかかわらず粘弾性体の応力を自動的に測定することの
できる粘弾性体の応力測定装置を提供しようとするもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明の粘弾性体の応力測定装置は、同軸上に互いに
対向する位置にあり応力を測定すべき粘弾性体を収容す
る試料室の一部を画成する上部ダイ及び下部ダイと、該
上部ダイと下部ダイとのいずれか一方に回転運動を与え
る機構とを具え、他方のダイにかかる反トルクを検出す
る応力測定装置において、トルクを検出する側のダイの
外周に外筒ダイを設け、該外筒ダイの前記試料室の一部
を画成する面に試料とのスリップ止め加工を施し、回転
する側のダイの直径を前記外筒ダイの直径より大きいも
のとし、前記回転する側のダイの外周に固定ダイを設
け、前記固定ダイの内側面の一部が前記試料室の側面を
画成するように構成するとともに、前記外筒ダイの外周
であって、前記試料室と連通する位置に複数の対向溝を
設け、かつ前記試料室への試料の供給及び排出、廃棄を
自動的に行う試料の脱着装置を有することを特徴とする
ものである。

（作用）上述した構成において、外筒ダイの外周又は外筒ダイ
の外側の固定ダイの内周又はその両方にまたがって複数
の対向溝を設ける事で、必ず外筒ダイのある方へ試験終
了後のサンプルが残る事を確認した。又、はみ出しゴム
に於いても外筒ダイ側の方が接触面積が大きくなる様に
設定していると、試験終了後の試料と同様外筒ダイ側に
残る事が確認された。試験終了後の試料の脱着装置に於
いては、その試験終了後の試料が未加硫状態の為試料排
出つかみ具をトルク検出ダイより大きい面積を持った板
状とする事で、上記試料を試験機に残す事なく排出する
事が可能になったのである。

特開昭60−120253号公報に記載されている好ましい条
件の環状の傾斜構を外筒ダイ側に設けた場合は、試験終
了後の試料が未加硫状態又は半加硫状態である事もあっ
て、上記つかみ具を使用した場合でも粘着力が強すぎて
脱着が不可能である。又、更に凹側の試料室の底面を構
成するダイを深さがゼロ方向に移動できる構造にする事
で、さらに未加硫状態の試料の脱着を容易にする。

本発明は粘着する試料の自動排出と廃棄を解決して予
め組込んだプログラムシーケンスにより、試料の供給−
試験−試料排出−試料の廃棄の一連動作を全自動化する
ことを可能としている。

（実施例）以下、実際の例について説明する。

まず、本願発明の応力測定装置の要部は、第１図
（ａ）に示すように同軸線上に互いに対向する位置にあ
り応力を測定すべき粘弾性体を収容する試料室の一部を
画成する上部ダイ81及び下部ダイ82と、該上部ダイと下
部ダイとのいずれか一方（第１図では上部ダイ）に回転
運動を与える機構とを具え、他方のダイ（第１図では下
部ダイ）にかかる反トルクを検出する応力測定装置にお
いて、トルクを検出する側のダイ82の外周に外筒ダイ83
を設け、該外筒ダイ83の前記試料室の一部を画成する面
に試料とのスリップ止め加工を施し、回転する側のダイ
81の直径を前記外筒ダイ83の直径より大きいものとし、
前記回転する側のダイ81の外周に固定ダイ17を設け、前
記固定ダイ17の内側面の一部が前記試料室の側面を画成
するように構成している。なお、第１図（ａ）におい
て、84は固定ダイ、86は外筒ダイ83とトルクを検出する
側のダイ82との間に配置されたシールである。

また、第２図（ａ）に示すように、固定ダイ84の内周
に試料室と連通する対向溝115を設けている。この対向
溝115は、試験終了後試料室を開放した時常に試料が外
筒ダイ83側に残る様に設けられている。すなわち、試料
中の熱により試料の一部が対向溝115中に入り込み、耳
部を形成して試料と固定ダイ84とを連結しているため、
開放時試料を外筒ダイ83側に残すことができる。なお、
対向溝115の位置は、第２図（ｂ）に示すように、固定
ダイ84の内周と外筒ダイ83の外周とにまたがって対向溝
115を設けることもできるが、いずれも検出ダイ82の上
の試料の剪断速度に影響を与えない位置に設ける必要が
ある。

本実施例ではスリップ止め加工を施した下部ダイ82
（トルクを検出する側のダイ）の外周に、外筒ダイ83を
設け、この外筒ダイ83の試料室を画成している表面にス
リップ止め加工を施したこと、上部回転ダイ81の直径を
前記外筒ダイ83の直径よりも大きくしたこと、また、上
部固定ダイ17を回転しないように構成したことにより、
第１図（ｂ）に示すようにトルクを検出する側のダイ
（第１図（ａ）では下部ダイ82）の外周近辺においても
試料とダイ表面との間に滑りが発生しないので、トルク
を検出する下部ダイの全域において試料にかかる剪断速
度の乱れが生じることがなくなる。したがって、試料厚
さ（ｈ）、回転速度（ω）、下部ダイの半径（ｒ）で定
まる剪断速度ｊ（ｊ＝ωr/h）をそのまま試料に与えら
れることになる。

本願発明の他の例は、第３図（ａ）に示すように、外
筒ダイ83を下部ダイ82とが、試料より受ける剪断応力に
よって同方向に同角度で回転変位するように構成してい
る。対向溝115の配置等は、上述した実施例と同様であ
る。すなわち、例えば第３図（ａ）においては、外筒ダ
イ83を肉厚ｔで長さｌだけ下方へ延長させて基板42に固
定するように構成している。符号85は、固定ダイ84と外
筒ダイ83の間に配置されたシールである。上述の第１発
明の応力測定装置では、トルクを検出する下部ダイ82は
試料の剪断応力を受けて下部ダイ82からトルク検出器ま
でを構成する構造物の剛性値とトルク検出器の剛性値に
見合った回転変位を生じるが、このとき、第１図（ａ）
に示すように、外筒ダイ83が固定されていると、トルク
検出器には、下部ダイ82の回転変位に伴うシールの弾性
変形トルク又は、摩擦トルクを実際の値から減じた値が
検出されることになり、場合によっては正しい値が測定
できないことがある。そこで、第２発明の応力測定装置
では、第３図（ａ）に示すように試料より受ける剪断応
力により下部ダイ82が回転変位する角度と同角度で外筒
ダイ83が変位するように長さｌと肉厚ｔを調整して剛性
値を合わせた外筒ダイ83を基板42に設置することによ
り、下部ダイ82と外筒ダイ83が同相で回転変位するの
で、シール86がトルクに与える影響を排除できる。した
がって、従来の装置のように試料のスリップの原因とな
るシールを試料室内へ大きく露呈する必要がなく、下部
ダイ82と外筒ダイ83との間隙を小さくし、かつ試料のス
リップを排除することができるため、より正確に剪断応
力を測定することができる。第３図（ｂ）は第２発明の
応力測定装置にも於ける剪断速度とダイ半径方向の関係
を示したものである。

第４図（ａ）及び（ｂ）は、上述した構成の試料室等
を適用した粘弾性体の応力測定装置の試料の脱着装置を
除く一実施例を示す断面図およびその平面図である。

モータ１は垂直方向に移動可能な第１の基板２の上に
支持台３を介して設置されており、その回転はシャフト
４を介して、平歯車５に伝達される。平歯車５は更に第
１の基板２の中央部に垂直方向に移動可能に取り付けら
れたシャフト６の外周部に設けられた平歯車７と噛合し
ている。シャフト６はほぼ中空円筒形をなしており、下
部に突出部6aを有する。シャフト６の中空部には下端に
ヒータブロック９を取り付けた上部ダイホルダ８を収納
している。シャフト６の下端には更に上部回転ダイ11を
連結しており、上部回転ダイ11のフランジ部11aとシャ
フト６の突出部6aの底部とがねじ10にて固定されてい
る。したがってモータ１の回転はシャフト４、平歯車５
及び７及びシャフト６を介して上部回転ダイ11に伝達さ
れ、シャフト６及び上部回転ダイ11は上部ダイホルダ８
及びヒータブロック９の周囲を回転するように構成され
ている。

シャフト６と第１の基板２の間にはベアリングケース
12が嵌め込まれており、ベアリングケース12の外側フラ
ンジ部12aは第１の基板２の下面にねじ13で固定されて
いる。ベアリングケース12はその上端部においてスライ
ドベアリング14を介して、また、下端部においてはスラ
イドベアリング15を介してシャフト６に連結しており、
更にシャフト６の突出部6aの上面とベアリングケース12
の内側フランジ部12bとの間にはスラストベアリング16
を設けている。ベアリングケース12の外周面に係合部12
cを設け、その内側にねじ溝を形成して上部固定ダイ17
の上部をこれに螺合させて固定している。上部固定ダイ
17は段部17aを有しており、その下端部は上部回転ダイ1
1の底面より試料厚さの寸法だけ下方に伸びており、上
部回転ダイ11の底面および上部固定ダイ17の下端部内周
面により、試料室18の一部を画成している。尚、上部回
転ダイ11の下端部外周面及び上部固定ダイ17の下端部内
周面の間はＯ−リング19にてシールされており、試料室
18からの試料の漏れを防ぐようにしている。

上部ダイホルダ８の下端には断熱部材20を介してヒー
タブロック９が取り付けられており、ヒータブロック９
の下端近傍には電気ヒータ21が埋め込まれている。上部
ダイホルダ８、断熱部材20、ヒータブロック９の中央を
貫通して温度検出器22を取り付け、その先端は上部回転
ダイ11の内側底面中央に設けられた受け部11bまで到達
させている。上部ダイホルダ８の上部には注入口23を設
けると共に、上部ダイホルダ８とシャフト６との間隙ま
で管路23aを形成し、ヒータブロック９と上部回転ダイ1
1との間隙に熱媒体を注入できるように構成する。本例
では熱媒体としては、耐熱性が大きく化学的にも安定な
シリコーン油を使用する。上部回転ダイ11の上部には排
出口24を設け、オーバーフローしたシリコーン油を排出
するようにし、更に、上部固定ダイ17の段部の内側面に
は前記排出口24から排出されるシリコーン油を受けるよ
うに、段部17aの円周に沿って溝17bを設ける。該溝17b
に溜まったシリコーン油は排出口17cから外部へ排出す
る。尚、符号24はヒータ21に接続されたのリード線であ
る。

上記ダイホルダ８の上端部にはフランジ部8aを設け、
ベアリング25を介してシャフト６の上端部に連結してい
る。第２図（ｂ）から明らかな通り、上部ダイホルダ８
のフランジ部8aの外周を挟んでアーム26がねじ26a,26b
にて取り付けられており、アーム26は更に第１の基板２
上に設置されたシリンダ27のシャフト27aに枢着されて
いる。シリンダ27を駆動させて、アーム26を軸26cを中
心として揺動させて上部ダイホルダ８、シャフト６及び
上部回転ダイ11を上下方向に移動可能として、試料室18
への試料の出し入れ、及び試料室18の清掃を行い易くし
ている。

上部固定ダイ17の最下端が位置する高さにスタンド28
aを設置し、第２の基板28を支持する。第１の基板２を
支持しているロッド状のスタンド2aは第２の基板28を貫
通して下方へ伸びており、スタンド2aの下端部はシリン
ダ30のシャフトに連結された連結板29に固定する。シリ
ンダ30を駆動させることにより上部ダイを構成する各部
品及びモータ１及びその支持台３とともに第１の基板２
を上下方向に移動できるように構成している。このよう
にして試料室18に対してアクセスすることができる。第
２の基板28を支持するスタンド28aは床に固定されてお
り、不動である。第２の基板28の中央部には下部固定ダ
イ31が第２基板28のフランジ部28bに固定されている。

第２の基板28の下面には、さらにスタンド42aが固定
されており、このスタンドに第３の基板42及び第４の基
板45を取り付けている。下部固定ダイ31の内側にはＯリ
ング32を介して下部外筒ダイ33の自由端を配置し、この
下部外筒ダイ33の下端のフランジ部33aは第３の基板42
に固定する。下部外筒ダイ33の内側にはＯリング34を介
して更に下部ダイ35を設置する。下部ダイ35はヒータブ
ロック35a,断熱材43及びホルダ35bを介して、第４の基
板45に固定されたトルク検出器50に固定されている。下
部ダイホルダ35bの外周と下部外筒ダイ33の内周面との
間にはベアリング33bを配置している。トルク検出器50
で検出されたトルクは記録計51によって記録する。下部
外筒ダイ33の外周及び下部ホルダ35aの外周にはアーム4
6、47をそれぞれ設け、これらアームの間に微小変位計4
8を取り付けて、下部外筒ダイ33と下部ダイ31の試料の
剪断力による変位量の差、すなわち回転量の差を拡大し
て検証できるようにしている。

下部固定ダイ31及び下部ダイ35内には電気ヒータ36、
37がそれぞれ埋め込まれ、試料室18内の試料の温度を試
験温度に保つべく、図示しない制御装置により下部固定
ダイ31及び下部ダイ35を加熱制御している。符号38、39
はヒータ36、37に接続されたリード線、符号40、41は下
部固定ダイ31、下部ダイ35のそれぞれの温度検出器であ
る。

上部回転ダイ底面、上部固定ダイ内側側面、下部固定
ダイ上面、下部外筒ダイ上面、下部ダイ上面にて画成さ
れる試料室18内に試料を収容し、温度検出器22、40、41
によってヒータ21、26、37を図示しない温度調節機構に
より加熱制御することにとって、試料を所定の試験温度
に加熱する。この加熱後、モータ１を駆動させ、上部回
転ダイ11を回転させて、試料に剪断を与える。試料は下
部ダイ35及び下部外筒ダイ33に剪断応力を与え、下部ダ
イ35及び下部外筒ダイには、この剪断応力に比例する回
転変形が生じて、トルク検出器50にてこの回転変形量に
応じたトルク信号を発生し、図示しない信号増幅器を介
してこのトルク信号を増幅して記録計51で記録するよう
にしている。試料室18を画成する上部回転ダイ11の下面
表面及び下部ダイ35、下部外筒ダイ33の上側表面にはス
リップ防止のための溝加工が施されていること、上部固
定ダイ17が回転しないように構成されていること、ま
た、後述する理由により、シール34のトルクに対する影
響がないのでシール34を試料室18に露呈する面積を小さ
くすることができることにより、下部ダイ35表面におい
て試料のスリップが発生せず、乱れのない剪断速度を試
料に与えることができる。また、下部ダイ35の外側に下
部外筒ダイ33を設けており、上部回転ダイ11を回転させ
たとき、試料から受ける剪断応力によるトルク検出器50
等のねじり変形によって下部ダイ35に生ずる変形量と、
下部外筒ダイ33が試料から受ける剪断応力によって歪む
ねじり変形量とが同じになるように構成されている。し
たがって、シール34の弾性変形トルクまたは摩擦トルク
に影響されることなく、試料から受ける純粋な回転トル
クを正確に測定することができる。

試料の取り換えはシリンダ30を駆動させてスタンド2a
を介して第１の基板２及びそれに連結されている上部ダ
イを上方へ移動させて、後述する試料の脱着装置により
行う。上述した通り、第１の基板２上に設置されたシリ
ンダ27を駆動させて、上部ダイホルダ８、シャフト６、
及び上部回転ダイ11を上方に移動させることにより試料
室18の試料の取り換えをより容易に行い得る。試料室の
高さはシリンダ27を元に戻した時、スラストベアリング
16がベアリングケース12のフランジ部に突き当たった位
置で決まる。試料室の高さを変更するには、上部固定ダ
イ17をベアリングケース12に固定している固定ねじ12c
を緩めて行う。

第５図は、本願発明の試料の脱着装置を除く変形例を
示す断面図である。この変形例では、上部ダイ部分を２
重構造とせず、スリップリングを使用して上部ダイのヒ
ータに電力を供給する構造としたものであり、下部ダイ
の外側に下部外筒ダイを設けた構成は第１の実施例と同
じである。したがって、下部ダイ部分については説明を
省略する。

モータ１の回転を平歯車５、７にてシャフト６に伝
え、シャフト６を介して上部回転ダイ11を回転させる。
シャフト６のフランジ部底面と上部回転ダイ11のフラン
ジ部11aとは断熱部材20aを介してねじ10aにて固定され
ている。回転ダイ11の内部には底部にヒータ58を配置し
たヒータブロック11aを取り付け、ヒータブロック11aは
回転ダイと一緒に回転する。シャフト６は中空円筒状に
形成されており、上部には絶縁体53aを介して２本のス
リップリング52a,52bが嵌め込まれている。これらスリ
ップリング52a,52b及び絶縁体53aを囲むカバー54をシャ
フト６の上部外周にベアリング55を介して取り付け、該
カバー内にカーボンブラシ56a,56bを貫通させて取り付
け、それぞれスリップリング52a,52bに接触させてい
る。カーボンブラシ56a,56bを取り付ける貫通口のまわ
りは絶縁部材53bでふさぐようにする。それぞれのスリ
ップリング52a,52bの一部をシャフト６内部に突出さ
せ、リード線57a,57bを介して、ヒータブロック11aの底
部に取り付けられた電気ヒータ58に接続する。ヒータブ
ロック11aの中央部には熱媒体59及び温度検出装置61を
収納する孔60を穿ち、この孔60は回転ダイ11まで延在す
るようにする。カバー54の上に蓋54aをかぶせ、その中
央からヒータブロック11aに設けた孔60の底まで温度検
出装置61を挿入し、その先端はふた54aの中央部に固定
する。ヒータブロック11aに設けた孔60の上部に椀状の
受け部60aを設け、この受け部60a及び孔60内に熱媒体を
収納する。

上述の実施例では、熱媒体としてシリコーンオイルを
使用してもよい。この場合は、例えばウッドメタルなど
の低融点金属を使用する場合には、モータ１のオーバー
ヒート、各部品の損傷等を避けるためにウッドメタルが
ある程度溶解した後にモータ１を駆動させて回転ダイ11
を回転させるようにする必要がある。温度検出装置61
は、本来は上部ダイの試料面における温度を検出するべ
く取り付けられたものであるが、熱媒体59の温度を検出
して、図示しない制御装置により、熱媒体59の温度が所
定の値より低い場合は、モータ１を駆動させないように
制御している。

以下、第６図〜第10図を参照して、本発明応力測定装
置の試料の脱着装置について説明する。

試料室への試料の供給及び試料室からの試料の排出、
廃棄の動作は、例えば第６図の様に多関節の産業用小型
ロボット127を用いて行っている。試料供給は、例えば
回転試料台126上の試料をロボット127の試料つかみ具12
1でつかんで試料室のダイの上に乗せて測定を開始す
る。試料室のダイは、上述したように、試験終了後、試
料室18を開放した時常に試料が外筒ダイ83の側に残る様
に、外筒ダイの外周又は外筒ダイ側の固定ダイの内周又
はその両方にまたがって複数の対向溝を設ける。第１
図、第２図（ａ）は固定ダイ84に対向溝を115を、又第
２図（ｂ）は固定ダイ84と外筒ダイ83の外周に対向溝11
5を各々１対設けた例であり、いずれもトルク検出ダイ8
2の上の試料の剪断速度に影響を与えない外周に設け
る。この溝は溝底面が溝入口より広がった構造（本例で
はＬ字型）をしているので、上部ダイ81,17が上昇する
時、試料116を外筒ダイ83の側に残す方向に働く。

又、上部ダイが上昇する時にシリンダ27を試料室より
突出する方向で作動させた状態でシリンダ30を上部ダイ
が試料室より離れる側に動作される事により、第７図に
示す様に上部固定ダイ17が上部回転ダイ81より先に上昇
し、試料116を上部ダイの試料室より突出し終了後上部
固定ダイ17と上部回転ダイ81が一体となって上昇する。
この事により、上部ダイに試料が粘着する要因となる試
料との接触面積が減少する事と、回転摺動部117に漏え
いし試料室の試料116と一体となったヒダ状の試料を上
部回転ダイ81が試料より離れる前に摺動部117より外に
出されることにより、一層外筒ダイ83の側に試料を残す
方向に働く。

外筒ダイ側に残された試料は未加硫状態や半加硫状態
の時は、従来の測定装置で見られる針状ツカミ具で試料
に針を差込んで排出する事は、粘性成分が大きく粘着性
が大きいこれらの試料に対しては試料をはがすときに針
をつきさした部分の試料が切れてしまうので殆ど効用を
なさない。

本発明ではこれを解消する為に、試料の排出つかみ具
118を、第８図、第９図の様にトルク検出ダイより大き
い面積を持った板状とし、これを試料とダイの境界面に
差込み、試料をめくり上げる様な形で試料の奥まで差込
むよう構成している。この様にする事により、対向溝部
試料120も容易にダイより剥離する事ができ、試料は最
終的には第８図の様に排出つかみ具の板の上に乗せられ
てダイより排出される。

排出つかみ具の切欠き119は対向溝部試料120の逃げで
あり、つかみ具の先端から試料室の直径相当の深さまで
差込まれるまでは対向溝部試料120を剥離しない様にし
てある。これにより試料への差込みは確実に行われる。
排出つかみ具118の試料は第６図、第10図の様に廃棄箱1
23上で排出つかみ具118を左右に開いて試料を落下させ
るが、粘着試料は排出つかみ具118に粘着したまま落下
しないので、スクレパー124を排出つかみ具118の試料受
面125を掃引する様に、スクレーパー又はつかみ具を動
作させる事により確実に廃棄を行うことができる。

第10図では、つかみ具118を水平方向に動作した状態
を示しているが、つかみ具を傾きをもたせる様にして動
作させると効果が更に高まる。

上述した試料の脱着装置を応力測定装置本体に組み込
んで使用することにより、スタートスイッチON→NO1試
料をつかむ→下部ダイに供給→上部ダイ降下→モータ回
転（試験スタート）→モータ停止（試験終了）→データ
演算出力→突出シリンダON→上部ダイ開放シリンダON→
下部ダイに試料残存→試料排出→試料廃棄→NO2試料を
つかむ……を繰返し応力測定を全自動化する事ができ
る。

第11図はそれぞれ本発明の変形例を示すものであり、
上部回転ダイ11の底面が円錐状に、下部ダイ35の上面は
平面に構成されている例である。この例でも、下部の外
筒ダイ側に対向溝を同様に設けている。

第12図は、本発明のさらに他の変形例である。下部外
筒ダイ33の下端部を第３の基板42まで延ばすことなく、
外筒ダイ31の中央部の位置あたりにフランジ33cを設
け、第３の基板とフランジ33cとをシャフト63で連結し
ている。第３の基板42は下部ダイホルダ35bの上端部と
ベアリング62を介して連結している。シャフト63の径
や、使用するシャフトの本数を調整して、外筒ダイ33の
回転変位に対する強度を調整して下部ダイ35のそれと一
致させるようにしている。

尚、本願第３発明は、下部外筒ダイを回転変位させな
い下部ダイにも適用することができる。

（発明の効果）以上のことから明らかなように、本発明によれば、粘
弾性体の応力測定装置において、外筒ダイおよび／また
は固定ダイの試料室と連通する位置に対向溝を設け、試
験終了後試料が外筒ダイ側に残るよう構成するともに、
試料の脱着装置をさらに有し、試料の供給及び排出、廃
棄を自動的に行えるよう構成したため、自動的かつ連続
的に粘弾性体の状態にかかわらず粘弾性体の応力を測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の一実施例の基本的構成を示す図、第２図は第１図に示した対向溝を説明するための図、第３図は、本願発明の基本的構成を示す図、第４図は、本発明応力測定装置の試料の脱着装置を除く
一実施例を示す断面図、第５図は、本願の応力測定装置の試料の脱着装置を除く
変形例を示す断面図、第６図〜第10図はそれぞれ、本発明の応力測定装置にお
ける試料の脱着装置の一例を説明するための図、第11図〜第12図はそれぞれ、本発明の他の変形例を示す
図、第13図は従来の測定装置の原理的構成を示す断面図であ
る。１……モータ 2,28,29,42,45……基板 5,7……平歯車、６……シャフト８……上部ダイホルダ、９……上部ヒータブロック 10,13……ねじ、11……上部回転ダイ 12……ベアリングホルダ 14,15,16、25、33b……ベアリング 17……上部固定ダイ、18……試料室 19,32,34……Ｏリング 20、43……断熱部材 21,36,37……ヒータ 22,40、41……温度検出器 23……熱媒体注入口 24,38,39……リード線 26……アーム、27,30……シリンダ 29……連結板、31……下部固定ダイ 33……下部外筒ダイ、35……下部ダイ 46,47,49……アーム 48……微小変位計、50……トルク検出器 51……記録計 52a,52b……スリップリング 53a,53b……絶縁体、54……カバー 55……ベアリング、56……カーボンブラシ 57a,b……リード線、59……熱媒体 60……受け部、61……温度検出器 33c……フランジ部、62……ベアリング 63……シャフト、115……対向溝 127……ロボット

フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−120253（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 19/00 G01N 3/00 - 3/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同軸上に互いに対向する位置にあり応力を
測定すべき粘弾性体を収容する試料室の一部を画成する
上部ダイ及び下部ダイと、該上部ダイと下部ダイとのい
ずれか一方に回転運動を与える機構とを具え、他方のダ
イにかかる反トルクを検出する応力測定装置において、
トルクを検出する側のダイの外周に外筒ダイを設け、該
外筒ダイの前記試料室の一部を画成する面に試料とのス
リップ止め加工を施し、回転する側のダイの直径を前記
外筒ダイの直径より大きいものとし、前記回転する側の
ダイの外周に固定ダイを設け、前記固定ダイの内側面の
一部が前記試料室の側面を画成するように構成するとと
もに、前記外筒ダイの外周であって、前記試料室と連通
する位置に複数の対向溝を設け、かつ前記試料室への試
料の供給及び排出、廃棄を自動的に行う試料の脱着装置
を有することを特徴とする粘弾性体の応力測定装置。
【請求項２】前記外筒ダイとトルクを検出する側のダイ
とが試料より受ける剪断応力によって同方向に同角度で
回転変位するように構成したことを特徴とする請求項１
に記載の応力測定装置。
【請求項３】前記回転ダイ又はトルク検出ダイと外筒ダ
イとが軸線方向に移動した状態で、試料を試料室外へ取
り出すよう構成したことを特徴とする請求項１又は２に
記載の応力測定装置。
【請求項４】前記着脱装置を構成する試料排出つかみ具
を、前記トルク検出ダイより大きい面積を有する板状と
したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
応力測定装置。