JP7354966B2

JP7354966B2 - 測厚装置

Info

Publication number: JP7354966B2
Application number: JP2020148997A
Authority: JP
Inventors: 俊介齋藤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: JP2022043625A

Description

本発明は、測厚装置に関する。

従来から、ゴムまたはプラスチックなどの物性試験を行うため、試験片を支持するためのチャック本体と、このチャック本体にばね力により圧接されるローラ状の押さえ部材と、を有する一対の対向するチャックを備えた技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
一般に、ゴム材料の引張試験を自動的に行うゴム自動引張試験装置は、試験片をパレットにセットしておけば、試験片の取り出し、厚さ測定、引張試験、試験片の回収、データ処理を自動で行うシステムである。
ゴム材料からなる試験片の引張試験では、試験片が引張られた際の引張強さ（最大の試験力）を求める。

多くの場合、この引張強さは、試験片の個体差を考慮するため、試験力を材料の断面積で除した応力の単位で評価される。
そのため、ゴム自動引張試験装置には厚さ測定装置が設けられており、引っ張る直前の試験片に対して厚さ測定が実施される。
試験片の厚さ測定は、ＪＩＳＫ６２５０にて測定方法が規定されており、直径２ｍｍ～１０ｍｍの円形状の測定圧子を既定の圧力で試験片に押し当てて実施される。

試験片を構成するゴム材料には、様々な種類のものがあり、表面に粘着性がある試験片の厚さ測定を行う場合、試験片が押しあてた測定圧子に貼り付いてしまう場合があり、その場合には次の引張試験の工程に搬送することが困難になる。
そのため、従来、粘着性のある試験片の厚さ測定を行う場合には、表面にタイヤパウダーのような粉末を塗布することにより、測定圧子の貼り付きを低減し、次の引張試験の工程に円滑に搬送するための対策が実施されてきた。

実開平０４－０６６５６３号公報

しかしながら、粘着性のある試験片の表面にタイヤパウダーのような粉末を塗布することから、厚さ測定を付して行った場合に、試験片の厚さと粉末の厚さも計測してしまうこととなり、試験片本来の厚さを正確に計測することができなかった。
また、ゴム自動引張試験装置に設置する大量の試験片に対して、１枚ずつ粉末を塗布する必要があり、非常に手間がかかる。
さらには、精密な機器を使用している装置に対して塗布した粉末が飛散することもあり、装置に対しても悪影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、測定圧子の貼り付きを低減するための粉末などが不要で、試験片の厚さを正確に測定することができる測厚装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、試験片に対して接離動作される測定圧子と、前記試験片の前記測定圧子と反対側に配置され、前記測定圧子との間に前記試験片を挟んで前記試験片の厚さを測定する測定器と、を備えた測厚装置において、前記測定圧子に取り付けられ前記試験片に向けて突出移動可能に設けられた貼付防止治具と、前記貼付防止治具を前記測定圧子から突出するように付勢する付勢部材と、を備える測厚装置である。

本発明の第１の態様によれば、試験片の厚さ測定が完了した後、測定圧子を試験片から離隔させる際に、貼付防止治具で試験片を支持することができるので、測定圧子を容易に試験片から離隔させることができる。そのため、試験片に付着防止用の粉末などを塗布する必要がないので、試験片の厚さを正確に測定することができ、試験片に粉末を塗布する手間を削減することができる。さらに、精密な機器を使用している測厚装置に対して粉末が飛散することも防止することができ、測厚装置に対して悪影響を及ぼすこともない。

本発明の実施の形態に係る測厚装置の概略構成を示す正面図である。本実施の形態に係る測厚装置の概略構成を示す側面図である。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本実施の形態の下部測定圧子と貼付防止治具との動作を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る測厚装置１の概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態に係る測厚装置の概略構成を示す側面図である。
測厚装置１は、試験対象の材料であるゴムからなる試験片５０の厚さを測定するものであり、多数の試験片５０に対して自動で厚さ測定が可能な測厚装置１である。

図１および図２に示すように、測厚装置１は、基台１０を備えている。基台１０には、下部支持部材１１が固定されている。基台１０には、上方に延在し、下部支持部材１１に上下方向で対向する上部支持部材１２が固定されている。
上部支持部材１２には、測定器としてのデジタルゲージ２０が取り付けられている。デジタルゲージ２０は、下方に延在し昇降動作可能な測定子２１と、後述する下部測定圧子３０との間に試験片５０を挟み込むことで、測定子２１により試験片５０の厚さを測定するものである。

下部支持部材１１には、取付治具１３が固定されている。取付治具１３には、エアシリンダ１４が取付けられている。
エアシリンダ１４は、上下方向に昇降動作されるピストンロッド１５を備えている。
ピストンロッド１５の上端部には、圧子固定治具１６が取り付けられている。圧子固定治具１６は、ピストンロッド１５に取り付けられる平面部１７と、平面部１７の一端部から下方に延在する支持部１８と、を備えた略Ｌ字状に形成されている。

圧子固定治具１６の支持部１８には、測定圧子としての下部測定圧子３０が取り付けられている。これにより、エアシリンダ１４を駆動してピストンロッド１５を昇降動作させることで、下部測定圧子３０は、昇降動作可能に構成されている。
下部測定圧子３０の上部は、図１に示すように、上方側の幅寸法が小さくなるようにテーパ状に形成されており、下部測定圧子３０の上端部は、圧子部３１とされている。

図３に示すように、下部測定圧子３０の一面側であって上下方向略中央部分には、略水平方向に延在する支持部材３２が設けられている。また、取付治具１３には、支持板１９が設けられている。
貼付防止治具４０は、下方に延在する棒状の支持軸４１を一体に備えており、支持軸４１は、下部測定圧子３０の支持部材３２および取付治具１３の支持板１９により、上下方向に移動自在に支持されている。
貼付防止治具４０と下部測定圧子３０の支持部材３２との間には、付勢部材としてのばね部材４２が設けられている。これにより、貼付防止治具４０は、支持部材３２に対して、上方に向けて付勢されている。

貼付防止治具４０は、本実施の形態においては、上端部が互いに対向する一対の貼付防止片４３を備えている。
なお、貼付防止治具４０の先端形状について、本実施の形態においては、一対の貼付防止片４３により構成し、試験片５０との接触面を少なくするように構成されている。
そのため、貼付防止治具４０の先端形状については、試験片５０との接触面が少ないものであれば、いずれの形状に形成するようにしてもよい。
また、貼付防止治具４０と試験片５０との接触面に、微細な凹凸を形成するなど、貼付防止治具４０の接触面を試験片５０に対して密着しにくい形状に形成するようにしてもよい。

支持軸４１の支持板１９より下方部分には、規制部材としてのストッパ４５が設けられている。ストッパ４５は、ばね部材４２により上方に向けて付勢されている貼付防止治具４０の上方への移動を規制するものである。
本実施の形態においては、貼付防止治具４０は、ストッパ４５により上方への移動が規制されている状態で、貼付防止片４３の先端部が下部測定圧子３０の圧子部３１より突出した状態に保持されている。
また、支持軸４１の支持部材３２より下方部分には、当接部材４４が設けられている。当接部材４４は、エアシリンダ１４の駆動により支持部材３２が下降する際に、支持部材３２の下面に当接して支持軸４１を下降させるためのものである。

次に、本実施の形態の動作について説明する。
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本実施の形態の動作を示す説明図である。
まず、デジタルケージ２０と下部測定圧子３０との間に、試験片５０を配置する。試験片５０は、図示しない搬送装置により、自動的に、デジタルゲージ２０と下部測定圧子３０との間に搬送される。

この状態で、エアシリンダ１４を駆動することにより、ピストンロッド１５および圧子固定治具１６を介して下部測定圧子３０を上昇させる。
このとき、ばね部材４２の付勢力により、貼付防止片４３が下部測定圧子３０の圧子部３１より突出しているので、貼付防止治具４０の貼付防止片４３が試験片５０の下面に最初に当接することになる。

そして、さらに、下部測定圧子３０がさらに上昇されると、図３（ａ）に示すように、貼付防止治具４０は、ばね部材４２の付勢力に抗して相対的に下部測定圧子３０の下方に引っ込み、下部測定圧子３０の圧子部３１が、試験片５０の下面に当接される。
この状態で、デジタルゲージ２０の測定子２１と、下部測定圧子３０の圧子部３１との間で試験片５０を挟持し、デジタルゲージ２０により試験片５０の厚さ測定が行われる。

厚さ測定が完了した後、まず、デジタルゲージ２０の測定子２１を上昇させ、試験片５０の上面から離隔させる。なお、この場合に、試験片５０には重力が加わっているため、デジタルゲージ２０の測定子２１は、試験片５０の上面から容易に離隔することができる。

続いて、エアシリンダ１４を下降動作させることで、下部測定圧子３０を下降させる。
このとき、図３（ｂ）に示すように、貼付防止治具４０は、ばね部材４２により上方に向けて付勢されているので、下部測定圧子３０が下降した後も試験片５０の下面に当接した状態に保持される。
これにより、試験片５０の下面を貼付防止治具４０が支持し、下部測定圧子３０は、試験片５０の粘着力に抗して剥離することが可能となる。

その後、さらにエアシリンダ１４を下降させると、支持部材３２が当接部材４４を下方に押すことで、図３（ｃ）に示すように、貼付防止治具４０も下部測定圧子３０ととともに下降し、試験片５０から離隔される。
このように、貼付防止治具４０で、試験片５０を支持した状態で、下部測定圧子３０の剥離を行うため、試験片５０の粘着力がある場合でも、下部測定圧子３０を容易に試験片５０から剥離させることが可能となる。

また、下部測定圧子３０が剥離した後、貼付防止治具４０を試験片５０から剥離させる場合には、試験片５０との接触面を少なくするように構成されているので、貼付防止治具４０のみを容易に試験片５０から剥離させることができる。

なお、本実施の形態においては、測定圧子として、試験片５０の下方に設置した下部測定圧子３０を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定圧子を試験片５０の上方に設置した上部測定圧子を用い、試験片５０の下方にデジタルゲージ２０を配置するようにしてもよい。

本実施形態によれば、次の効果を奏する。

本実施形態の測厚装置１では、試験片５０に対して接離動作される下部測定圧子３０（測定圧子）と、試験片５０の下部測定圧子３０と反対側に配置され、下部測定圧子３０との間に試験片５０を挟んで試験片５０の厚さを測定するデジタルゲージ２０（測定器）と、を備え、下部測定圧子３０に取り付けられ試験片５０に向けて突出移動可能に設けられた貼付防止治具４０と、貼付防止治具４０を下部測定圧子３０から突出するように付勢するばね部材４２（付勢部材）と、を備える構成とした。

これにより、デジタルゲージ２０と下部測定圧子３０とで試験片５０を挟んで、試験片５０の厚さ測定が完了した後、下部測定圧子３０を試験片５０から離隔させる際に、貼付防止治具４０で試験片５０を支持することができるので、下部測定圧子３０を容易に試験片５０から離隔させることができる。
そのため、試験片５０に付着防止用の粉末などを塗布する必要がないので、試験片５０の厚さを正確に測定することができ、試験片５０に粉末を塗布する手間を削減することができる。さらに、精密な機器を使用している測厚装置１に対して粉末が飛散することも防止することができ、測厚装置１に対して悪影響を及ぼすこともない。

本実施形態の測厚装置１では、下部測定圧子３０（測定圧子）は、貼付防止治具４０を支持する支持部材３２を備え、貼付防止治具４０は、支持部材３２に支持される支持軸４１を備え、支持軸４１は、支持板１９に当接して貼付防止治具４０の突出量を規制するストッパ４５（規制部材）を備える構成とした。
これにより、ストッパ４５を設けることで、貼付防止治具４０が必要以上に突出してしまうことを防止することができる。

本実施形態の測厚装置１では、下部測定圧子３０（測定圧子）は、試験片５０の下面側に配置されている構成とした。
これにより、試験片５０の重力により密着しやすい下部測定圧子３０であっても、貼付防止治具４０を設けることで、試験片５０から容易に離隔させることができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
また、上述した実施形態における水平、及び垂直等の方向や各種の数値、形状は、特段の断りがない限り、それら方向や数値、形状と同じ作用効果を奏する範囲（いわゆる均等の範囲）を含む。

［態様］
上述した例示的な実施形態、及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る測厚装置は、試験片に対して接離動作される測定圧子と、前記試験片の前記測定圧子と反対側に配置され、前記測定圧子との間に前記試験片５０を挟んで前記試験片の厚さを測定する測定器と、を備えた測厚装置において、前記測定圧子に取り付けられ前記試験片に向けて突出移動可能に設けられた貼付防止治具と、前記貼付防止治具を前記測定圧子から突出するように付勢する付勢部材と、を備える。

第１項の態様によれば、測定器と測定圧子とで試験片を挟んで、試験片の厚さ測定が完了した後、測定圧子を試験片から離隔させる際に、貼付防止治具で試験片を支持することができるので、測定圧子を容易に試験片から離隔させることができる。
そのため、試験片に付着防止用の粉末などを塗布する必要がないので、試験片の厚さを正確に測定することができ、試験片に粉末を塗布する手間を削減することができる。さらに、精密な機器を使用している測厚装置に対して粉末が飛散することも防止することができ、測厚装置に対して悪影響を及ぼすこともない。

（第２項）第１項に記載の測厚装置において、前記測定圧子は、前記貼付防止治具を支持する支持部材を備え、前記貼付防止治具は、前記支持部材に支持される支持軸を備え、前記支持軸は、前記貼付防止治具の突出量を規制する規制部材を備えてもよい。

第２項の態様によれば、規制部材を設けることで、貼付防止治具が必要以上に突出してしまうことを防止することができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の測厚装置において、前記測定圧子は、前記試験片の下面側に配置されていてもよい。

第３項の態様によれば、試験片の重力により密着しやすい測定圧子であっても、貼付防止治具を設けることで、試験片から容易に離隔させることができる。

１測厚装置
１０基台
１１下部支持部材
１２上部支持部材
１３取付治具
１４エアシリンダ
１５ピストンロッド
１６圧子固定治具
１９支持板
２０デジタルゲージ
２１測定子
３０下部測定圧子
３１圧子部
３２支持部材
４０貼付防止治具
４１支持軸
４２ばね部材
４３貼付防止片
４４当接部材
４５ストッパ
５０試験片

Claims

試験片に対して接離動作される測定圧子と、
前記試験片の前記測定圧子と反対側に配置され、前記測定圧子との間に前記試験片を挟んで前記試験片の厚さを測定する測定器と、
を備えた測厚装置において、
前記測定圧子に取り付けられ前記試験片に向けて突出移動可能に設けられた貼付防止治具と、
前記貼付防止治具を前記測定圧子から突出するように付勢する付勢部材と、
を備えることを特徴とする測厚装置。
前記測定圧子は、前記貼付防止治具を支持する支持部材を備え、
前記貼付防止治具は、前記支持部材に支持される支持軸を備え、
前記支持軸は、前記貼付防止治具の突出量を規制する規制部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の測厚装置。
前記測定圧子は、前記試験片の下面側に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測厚装置。