JPS599845B2

JPS599845B2 - 歪速度プログラム制御式引張り試験装置

Info

Publication number: JPS599845B2
Application number: JP53162341A
Authority: JP
Inventors: 鷹逸郎斎藤; 直樹榊原
Original assignee: Mitsubishi Monsanto Chemical Co
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1984-03-05
Also published as: JPS5590839A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、定歪速度引張り試験装置の改良に関するもの
であり、更に詳しくは、熱可塑性樹脂、繊維、ゴム等の
高分子材料等について、試料に印加する歪速度を予かじ
め定めたプログラムに準じて制御しつつ引張り試験を行
なうための装置に関するものである。

高分子材料の力学的性質を知るために行なわれる種々の
試験の中で、最も広く行なわれているのは、引張り試験
である。

高分子材料の引張り試験は、低温、常温、高温の広い温
度範囲で行なわれ、それぞれの温度範囲に適した引張り
試験装置が提案されている。引張り試験で応力、伸び等
を測定するために、フィルム又はシート状の試料を２組
のクランプの間に固く締めこみ、かつ、これらのクラン
プの相互間隔を一定速度で変え、試料を一定の延伸速度
で延伸し、その際の応力・歪・時間・線図を記録する装
置は、例えば特公昭４４−６７４４号公報に記載されて
おり、知られている。

この公報に記載されている装置は、試料の全変形量が小
さい場合には、十分に活用できるが、試料の全変形量が
大きい場合には、装置の最大全長は、特に恒温槽を付設
している場合には、恒温槽の大きさにより限界がある。
引張り試験は高温条件下で行なわれる場合が多いが、従
来使用されている引張り試験装置の試料保持クランプは
、平行板又は模型のものであり、高温下で試料の両端を
同時に保持クランプで保持・すると、試料は熱膨張に
よつてたるみ、延伸量の少ない領域では、応力が測定で
きないという問題がある。

このような場合は、まず、試料の一端のみを保持クラン
プで保持し、試料が測定温度に達したときに、試料の反
対側を保持する。しかし、従来の平行板又は楔型のクラ
ンプは、恒温槽の扉を開けて操作する必要があり、この
操作の際に、恒温槽の温度低下を招くことはさけられず
、再度試料を測定温度まで昇温する必要がある。更に、
試料の回復可能な歪量を求めたい場合には、延伸終了後
、恒温槽の扉を開けて、試料を保持している保持クラン
プの一方を試料からはずして、試料の温度が下がつた場
合は、再度測定温度に昇温した後、試料の収縮量を測定
して、試料の回復歪量を求めている。しかし、この方法
によると、応力緩和を無視することとなるため、真の回
復歪とはほど遠い値となつてしまうという欠点がある。
最近、引張り試験装置のクランプとして、一対のロール
を相互に逆力向に回転可能としたロールクランプ（ＲＯ
ｔａｔｉＯｎａｌＣｌａＪｒ］Ｐ）を備えた引張り試験
装置が提案されている（例えば、特公昭５１一４７０６
８号参照）。この装置は、棒状の試料について引張り試
験をするのに適し、シートやフイルムを引張る際のクラ
ンプ機構の詳細については、何ら言及されていない。高
分子材料は、その種類によつて応力、伸び等の注質が、
時間又は歪速度によつて左右されるものがあるが、この
ような注質を有する試料について引張り試験を行なう際
には、歪速度を一定にする必要がある。

この要求は、一定の引張り速度によつて満たすことはで
きない。何故なら、試料を一定の引張り速度（υ）で引
張る場合には、試料は、初めの長さ（ＬＯ）からｔ秒経
過後の長さ（Ｌ（ｔ））は、Ｌ（ｔ）＝ＬＯ＋υ・ｔと
なつて標点間距離が増大するために、単位時間内におこ
る変形は徐々に減少するからである。例えば、試料の長
さが１０倍になつた場合には、歪速度は、最初の歪速度
の１０分の１に減少する。高分子材料からフイルムやフ
イラメントを製造したり、フイルムから更にサーモフオ
ーミング（熱成形）によつて成形品とする際に、延伸工
程がある。

これら工程での延伸は、歪速度や試料の温度は区々とな
る。例えば、フイルムからサーモフオーミング法によつ
て成形品を製造する場合はシートを成形可能温度に加熱
した後、シートに真空及び／又は圧空を適用してシート
を延伸させ、所望の形状に成形する。この成形の際の延
伸過程ノを引張り試験装置で再現すれば、この延伸過程
の応力・歪・時間・線図が得られる。

これらデーターは、適正シート材料の検討、適正成形条
件の検討のために活用することができる。しかし、従来
は、試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに、任
意に変更できるプログラム制御式引張り試験装置は知ら
れていなかつた。本発明者らは、かかる状況に鑑み、装
置が大型にならず、しかも試料の着脱が容易な引張り試
験装置であつて、試料に印加する歪速度を、時間の経過
とともに、任意に変更できるプログラム制御引張り試験
装置を提供することを目的として鋭意検討した結果、本
発明を完成するに至つたものである。

本発明の要旨とするところは荷重検出装置に連結した試
料固定クランプと、この試料固定側タラップに対向して
設けられた一対のロールよりなる試料引張り用ロールク
ランプとを備え、この試料引張り用ロールクランプは、
相互に逆方向に回転可能に駆動モーターに連結されてな
り、かつ、ロール間隙を接近・離隔する手段とを備えた
試料クランプ機構；時間の函数としてあらかじめ任意に
定められた歪速度を入力する任意函数発生器、入力した
任意函数を上記駆動モーターの変速範囲に入るように入
力電力を分割する函数分割器、この函数分割器から送ら
れてきた信号によつて上記駆動モーターの回転数を高速
状態から低速状態に戻す機能をもつ反転回路、上記駆動
モーターの回転数を入力函数値に制御するＰＩＤアンプ
とからなる駆動モーターの制御機構：試料を前記駆動モ
ーターの稼動により回転される試料引張り用ロールクラ
ンプにより延伸した際に生ずる張力を検出する荷重検出
装置、およびこの試料の延伸量を検出する延伸量検出装
置よりなる検出機構；より構成されてなることを特徴と
する歪速度プログラム制御式引張り試験装置に存する。

以下、本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験
装置を、図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は、
その要旨を超えない限り、以下の例に限定されるもので
はない。

第１図は本発明に係る引張り試験装置の一例の側面略図
、第２図は第１図の一部分における平面略図、第３図は
第２図の−部分における縦断側面略図、第４図はプロツ
ク図、第５図は任意函数発生器に設定する函数の例を示
す図、第６図は任意函数発生器で発生させた函数を函数
分割器で分割し、一部を反転回路で反転させた函数の例
を示す。

図において、１は荷重検出装置、２は試料固定側クラン
プ、３は試料、４は固定ロール、５は移動ロール、６は
固定ロール駆動軸、７，ｒは回転軸受、８，８′はそれ
ぞれ回転軸受７，７′のブラケツトを示す。

９は移動ロール駆動軸、１０はテーパピン、１１はユニ
バーサルジョイント、１２はピン、１３は駆動軸、１４
，１５は歯車、１６，１５はそれぞれ駆動軸９，１３の
回転軸受を示し、１７，１γはそれぞれ回転軸受１６，
１６′のスライドブラケツトを示す。

１８は駆動軸９の案内軸、１９は駆動軸９の移動軸、２
０は移動軸１９の専用軸受、２１は軸受２０のブラケツ
ト、２２は連結ロツド、２３はエアシリンダー、２４は
ベース板、２５は支柱、２６は恒温槽、２７は扉、２８
は試料受皿、２９は試料用筒、３０は試料用コツプを示
す。

３１，３２はサーボ・モーター３５，３６はタコジェ
ネレーター、３９，４０，４１，４２は減速機、４３，
４４，４５，４６はクラツチ、４７はブレーキ、４８は
スリツト円板、４９はパルスセンサー、５０はプリセツ
トカウンタ一５１はＤ／Ａ変換器、５２は延伸量出力端
子、５３はストレインメーター、５４は荷重出力端子、
５５は電磁弁、５６は圧空源、５７はスイツチ、５８は
クラツチ・ブレーキ・電磁弁手動操作器、５９はクラツ
チ４３，４４，４５，４６とブレーキ４Ｔとに連結され
る端子を示す。

６０は任意函数発生器、６２はスイツチ、６３は函数分
割器、６４は切替信号発生器、６５は反転回路、６６は
切替回路、６７，６８はＰＩＤアンプ、６９，７０はサ
ーボアンプ、７１はクラツチ４３，４４，４５，４６と
に結合される端子、７２，７３は１０ｇアンプをそれぞ
れ示す。

本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験装置は
、荷重検出装置１と、この荷重検出装置に連結された試
料固定側クランプ２を備え、更に、この試料固定側クラ
ンプ２に対向して一対のロール４，５よりなる試料引張
り用ロールクランプを）備えている。

荷重検出装置１は、第１図に示したように、一方は支柱
２５により支持され、他方に試料固定側クランプ２が備
えられている。

試料固定側クランプ２は、楔型、平行板型、偏心ロール
型等従来知られている構造のものを採用することができ
る。本発明に係る装置は、試料３の一方の端を、試料固
定クランプ２で固定し、他方を一対のロールクランプで
固定し、ロール４，５を相互に逆力向に回転させて、試
料を引張る構造にされている。一対のロールのうち一方
のロールは、固定ロールと呼ばれ、回転は自由にできる
が、他の動きができないようにされている。固定ロール
４は、駆動軸６に取付けられて、回転軸受７，γとブラ
ケツト８，８′とでベース板２４に取付けられている。
他方のロール５は、回転できるだけでなく、試料を固定
ロール４側に押しつけたり、試料３から離隔することが
できるようにされている。一対のロールは、試料をはさ
んで回転するようにされている。

移動ロール５は駆動軸９に連結されており、この駆動軸
９は回転軸受１６に取付けられている。駆動軸９の一方
の端にはテーパピン１０、ユニバーサルジョイント１１
が備えられており、回転軸受１６とともにスライドブラ
ケツト１７に組込まれている。ユニバーサルジョイント
１１の他端はピン１２、駆動軸１３に連結されており、
駆動軸１３は回転軸受１５とともにブラケツト１ｒに組
込まれていて、自由に回転できるようにされている。駆
動軸６と駆動軸１３とは、歯車１４，１５で同時に回転
できるようにされている。すなわち、駆動軸６を何らか
の手段で回転させると、歯車１４が回転し、この回転が
歯車１５によつて駆動軸１３に伝達され、結果として、
固定ロール４と移動ロール５とを、同時に回転できるこ
とになる。このような引張りロールクランプは、一方を
固定ロールとし他方を移動ロールとするが、移動ロール
を固定ロールに対して接近・離隔する手段は、次のよう
な構造より組立てることができる。

すなわち、移動ロール５の上方又は下方であつて固定ロ
ール４の軸心に直角の方向に、移動ロール案内軸１８を
設け、この移動ロール５に連接し、かつ、固定ロール４
の軸心に直角の方向に、移動ロール接近・離隔用圧空シ
リンダー機構を備えるとよい。この場合、移動ロール案
内軸１８は、移動ロール５の下方に設ける場合には、そ
の直下に設ける必要はなく、第３図に示したように、駆
動駆９のスライドブラケツト１７の下側に設け、スライ
ドブラケツト１７内の駆動軸９、回転軸受１６ごと移動
するようにするのが好ましい。移動ロール接近・離隔用
圧空シリンダー機構は、第２図に示したように、駆動軸
９のスライドブラケツト１７に連接した移動軸１９、連
結ロツド２２、エアシリンダー２３とより構成し、移動
軸１９はベース板２４に取付けた軸受２０により支持さ
せ、ブラケツト２１で保護するのがよい。エアシリンダ
ー２３のヘツド側に圧空を送入すると、シリンダー内の
ピストンは、第２図右側に移動させられ、その動きは、
連結ロツド２２移動軸１９を介して、駆動軸９のスライ
ドブラケツト１７に達する。

その結果、駆動軸９のスライドブラケツト１７は、移動
ロール案内軸１８に沿い、駆動軸６側に移動し、移動ロ
ール５は固定ロール側に押しつけられる。エアシリンダ
ー２３の連結ロツド２２側に圧空を送入すると、シリン
ダー内のピストンを、逆に左側に移動させることができ
る。本発明に係る歪速度プログラム制御式引張り試験装
置は、試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに任
意に変更できるプログラム制御手段を備えている。

試料に印加する歪速度を、時間の経過とともに任意に変
更できるプログラム制御手段は、（イ）試料引張り用ロ
ールクランプの回転を、複数台のサーボモーターと、変
速範囲の異なる複数個の減速機とを、選択的に組み合わ
せて、広範囲に変速させる機構と、（口Ｘ｛）のクラン
プの回転を広範囲に変速させる機構を、試験の目的に応
じあらかじめ定めた函数に従つて変更する機構とによつ
て構成され５る。

試料引張り用ロールクランプの回転数を広範囲にわたつ
て変速させるには、複数台のサーボモーターと、変速範
囲の異なる複数個の減速機とを選択的に組み合わせれば
よい。

引張り試験では、ロールクランプの回転数を制御して試
験が行なわれるが、回転数Ｎは、変速範囲が広く、かつ
、精度の高いことが要求される。

本発明に係る装置では、この要求を満たすべく、複数台
のサーボモーターを設置する。第４図では、２台のサー
ボモーター３１，３２を備えた例を示した。これらサー
ボモーターは、各々の変速範囲を１×Ｎ〜１０×Ｎの範
囲程度に限定して、回転精度の高い範囲を使用するのが
好ましい。これらサーボモーターには、変速範囲の異な
る複数個の減速機を組み合わせる。

第４図では、サーボモーター１台当り、２個の減速機を
組み合わせる例を示した。サーボモーター３１には、回
転数Ｎを、１／１０Ｓに減速する減速機３９と、１Ａ０
に減速する減速機４０を、サーボモーター３２には、１
／１０２に減速する減速機４１と、１／１に減速する減
送機４２とを組み合わせると、最終的にロールクランプ
に与える回転数を、０．００１×Ｎ〜１０×Ｎの範囲で
、連続して変速することができる。たとえば、サーボモ
ーター３１と減速機３９を組み合わせると、０．００１
×Ｎ〜０．０１×Ｎまでの回転数が得られるし、サーボ
モーター３２と減速機４１とを組み合わせると、０．０
１ＸＮ〜０．１ＸＮまでの回転数が得られる。

サーボモーター３１と減速機４０とを組み合わせると、
０．１×Ｎ〜１ＸＮまでの回転数が得られ、サーボモー
ター３２と減速機４２とを組み合わせると、１×Ｎ〜１
０×Ｎの回転数が得られる。口ールクランプの回転数は
、クラツチ４３，４４，４５，４６を切替えることによ
り０．００１×Ｎ〜１０ＸＮの範囲で、連続的に変速す
ることができる。

すなわち、２台のサーボモーターを交互に、上記減速機
４２を介して、ロールクランプに繋ぐことにより、サー
ボモーターの変速範囲はＮ〜１０Ｎの１０倍であるにも
かかわらず、それよりも充分広範囲の回転数を、ロール
クランプに与えることができる。サーボモーター３１，
３２には、それぞれタコジェネレーター３５，３６を連
結し、夫々のタコジェネレーターは、サーボモーターが
Ｎ〜１０Ｎで回転すれば、Ｖ〜１０ボルトの電圧を発生
し、１０ｇアンプ７２，７３を介して、０〜１ボルトと
なつて対数的に変化してサーボアンプ６９，７０にフイ
ードバツクするようにされている。

本発明に係る装置は、試料引張り用ロールクランプの回
転を、上述の機構によつて広範囲に変更できるほか、土
述の機構を、試験の目的に応じて、あらかじめ定めた函
数に従つて、歪速度を変更する機構を備えている。試料
に印加する歪速度は、任意函数発生器６０にあらかじめ
設定しておく。

任意函数発生器６０に設定する函数の例を、第５図に示
した。第５図イは、歪速度が初期には放物線状の曲線を
描いて上昇し、中期で最大値に達し、後期には初期と逆
の曲線を描いて下降する例を、第５図口は、歪速度が時
間に比例して増加する例を、第５図ハは、歪速度は中程
までは時間に比例して増加し、中程で最大値に達し、後
半には前半とは逆に、歪速度が時間に比例して減少する
例を、第５図二は、歪速度は初期には時間に比例して増
加し、中期で最大値のまま維持し、終期には初期とは逆
に、歪速度を時間に比例して減少する例を、それぞれ示
した。任意函数発生器６０に設定する函数は、ここに示
した４種類に限られるものではなく、試験の目的に応じ
て、指数函数としたり、種々変更しうるのは勿論である
。試料に印加される歪速度は、任意函数発生器６０に設
定された、歪速度一時間函数に従つて、時間とともに変
わるが、その最大値が、各サーボモーターの変速範囲よ
りも大きい値となる領域まで、ロールクランプを回転さ
せるため、設定値を、各サーボモーターの変速範囲に相
当する値に、分割させている。

このため、個々のサーボモーターは、それらの有する回
転数変化範囲で、夫々分割された歪速度一時間函数に従
つて回転させることができる。この分割は、函数分割器
６３で行なわせる。函数分割器６３は、更に、分割した
設定値を、例えばＯ〜１ボルトというサーボモーターの
変速範囲に相当する値にして、フイードバツク信号とと
もに、サーボアンプの加え合わせ点に供給する。任意函
数発生器に、第５図のイで表わされる函数を設定し、こ
の函数に従つてロールクランプを回転させるとすれば、
この函数はＯ−Ｐ−Ｑ−Ｒ一Ｓの過程では、ロールクラ
ンプは低速状態から高速状態に向つて回転し、Ｓ−Ｔ−
Ｕ−一Ｗの過程では、高速状態から低速状態に向つて回
転する。

この回転を、２台のサーボモーターを交互に使用して実
現する。すなわち、一方のサーボモーターは、（０−Ｐ
），（Ｑ−Ｒ），（Ｓ−Ｔ）及び（Ｕ−）の区間を分担
し、他方のサーボモーターは、ノ（Ｐ−Ｑ），（Ｒ−Ｓ
），（Ｔ−Ｕ）及び（Ｖ−Ｗ）の区間を分担する。

夫々の区間におけるサーボモーターの回転数は、Ｎ−１
０Ｎ回転または１０Ｎ−Ｎ回転である。（０−Ｐ）及び
（−Ｗ）区間では１Ａ０３、（Ｐ−Ｑ）、及び（Ｕ−）
区間においては１／１０２、（Ｑ−Ｒ）及び（Ｔ−Ｕ）
区間においては１／１０、．更には（Ｒ−Ｓ）及び（Ｓ
−Ｔ）区間においては１Ａの減速比の減速機を介して、
ロールクランプを回転させることにより、前記のとおり
０．００１Ｎ〜１０Ｎの回転範囲が得られる。一方のサ
ーポモータ一は、設定された函数のある区間で、Ｎ〜１
０Ｎ回転または１０Ｎ−Ｎ回転だけ回転し終えると、次
の分担区間に達するまでに、Ｎまたは１０Ｎ回転に減速
あるいは増速して待機している必要がある。

このため、一力のサーボモーターがある分担した区分で
の作動が済むと、他方のサーボモーターが函数の続きの
区分で、その区分の函数に従つて作動している間に、こ
の函数を逆に辿つて回転し、次に分担する区分の出発時
点の回転数であるＮまたは１０Ｎ回転として待機する。
このように、サーボモーターに函数を逆に辿らせて出発
時点になる前に、あらかじめＮまたは１０Ｎ回転にして
待期させるために、反転回路を使う。

すなわち、函数分割器から直接ＰＩＤアンプおよびサー
ボアンプを経て回転するサーボモーターは、ロールクラ
ンプを回転させ、反転回路を介してＰＩＤアンプおよび
サーボアンプを経て回転するサーボモーターは、ロール
クランプには繋がらず、函数を逆に辿つて、Ｎまたは１
０Ｎ回転とされた状態で待期することになる。あらかじ
め定めた函数に従つて歪速度を変更する機構は、次のよ
うな手順で稼動させることができる。

任意函数発生器６０に、第５図のイで表わされる函数を
設定し、その出力を函数分割器６３に入力すると、入力
電圧は函数分割器６３により、０〜１ボルトづつに分割
されて、次の反転回路６５又はＰＩＤアンプ６７，６８
に供給される。

分割は、切替信号発生器から出される信号に従つて行な
われ、同時にこの信号によりクラツチ４３，４４，４５
，４６及び切替回路６６を選択又は切替える動作が行な
われる。すなわち、函数イが、函数分割器６３に供給さ
れると、この函数は０→１（０−Ｐ），１→２（Ｐ−Ｑ
），２→３（Ｑ７Ｒ），３→４→３Ｖ（Ｒ−Ｓ−Ｔ），
３→２（Ｔ−Ｕ），２→１Ｖ（Ｕ−）及び１→０（−
Ｗ）の７つに分割される。

分割された様子を、第６図に０１，１２，２３，３４３
，３２，２１，１０として実線で示した。分割された函
数は、そのまま切替回路６６の接点Ａ及びＤに供給きれ
る経路と、反転回路６５を経て切替回路６６のＢ及びＣ
に供給される経路とに分けられる。反転回路６５では、
分割された函数をうけて、極性を反転させると共に、リ
ミツタにより土の１ボルト近辺と、下の０Ｖボルト近辺
を切断し、更にＯ〜１ポルトにして出力する。このよう
にして反転回路６５を経た函数を第６図に０１，１２，
２３，３４３，３２，２１，１０として点線で示した。

これら基準電圧の０〜１Ｖボルトは、サーボモーター３
１，３２の回転数をＮ〜１０Ｎに制御する。函数がＯ〜
１Ｖボルトの間で時間と共に変化している間、すなわち
函数分割器６３の出力が、第６図の０１で示した範囲に
おいては、切替回路はＡ，Ｃ側がオンになつており、Ｐ
ＩＤアンプ６７及びＰＩＤアンプ６８には、夫々第５図
の０１函数及び０１函数が基準値として供給され、夫々
フイードバツク電圧と比較され、その結果サーポモータ
一３１，３２は、夫々０１函数及び０１函数に追従して
、夫々Ｎ→１０Ｎ回転及び１０Ｎ→Ｎ回転で回転する。
このとき、クラツチは４３のみが負荷とつながつており
、他は切れた状態となつている。すなわち、負荷機構に
は、減速機３９で１／１０３に減速されて、０．００１
×Ｎ〜０．０１ＸＮ回転で、０１函数に追従した回転が
伝達される。函数が１ボルトに達すると、函数分割器６
３の出力は、第６図の１２函数に変わり、同時に切替回
路６６の接点はＢ，Ｄに切替わり、クラツチは４５のみ
が負荷とつながつており、他は切れた状態になつている
。そしてサーボモーター３２の回転は、減速機４１で１
／１０２に減速されて、１２函数に追従して、０．０１
×Ｎ〜０．１×Ｎ回転とされて、負荷機構に伝達される
。クラツチ４３，４４，４５，４６は、函数が１ボルト
、２ボルト、・・・・・・になる毎に、切替信号発生器
６４から発信される信号を受けて、切り替えられる。任
意函数発生器６０に設定された函数の分割は、切替信号
発生回路６４のシーケンス回路で、函数分割器６３の入
力増幅器のバイアスを切替えることにより、実施できる
。

第５図には、函数ｙ＝ｆ（ｔ）は、Ｏ≦ｙ≦４の例を示
した。このようにして、任意函数発生器に任意の函数を
設定することにより、ロールクランプをそれに追従した
回転させることができる。

試料に与えられる歪速度は、ロールクランプの回転数に
比例するので、歪速度を任意のプログラムに追従し変化
させることができるわけである。試料はロールクランプ
に挟まれて延伸されるのであるから、結局、試料はあら
かじめプログラムされた歪速度で延伸される。試料３の
延伸量は、駆動軸６にスリツト円板４８を取付け、円板
のスリツトをパルスセンサ４９が検出し、プリセツト・
カウンター５０が積算する。

スリツト円板４８のスリツト数は、口ール４の円周と特
定の関係にするのがよい。例えば、ロールの円周を１０
０ミリメートル、スリツト円板のスリツト数を１００と
すると、１スリツトが１ミリメートルを表わすことにな
る。試料３の延伸量は、プリセツト・カウンター５０に
積算される量を、Ｄ／Ａ変換器５１でアナログ量に変換
して、延伸量出力端子５２につなぎ、記録又は制御のた
めに使われる。

試料３が延伸されて生ずる力は、試料固定側クランプ２
を荷重検出装置１に連結し、これをストレインメーター
５３と連結し、荷重出力端子５４につなぎ、記録又は制
御のために使われる。

スイツチ５７を、Ｇの自動の方からＨの手動の方に切換
えれば、クラツチ４３，４４，４５，４６、ブレーキ４
７、電磁弁５５を、クラツチ・ブレーキ電磁弁手動操作
回路５８によつて、手動操作が可能となる。クラツチ手
動操作スイツチは、クラツチ４３，４４，４５，４６用
に夫々独立に設けてあり、任意のクラツチのスイツチを
オンとすれば、電磁ブレーキ４７を切り、ロールクラン
プ機構を駆動機構につないで、任意の回転速度（歪速度
）でロール４，５を回転させることができる。

クラツチのスイツチをオフとすれば、電磁クラツチを切
り、電磁ブレーキを掛けて、ロールクランプ機構と駆動
機構を切り離し、ロールクランプの回転を強制的に止め
ることができる。電磁弁のスイツチをオンとすれば、圧
空をエアシリンダー２３のヘツド側に送つて、移動ロー
ル５を固定ロール４側へ押圧することができる。

電磁弁のスイツチをオフとすれば、圧空をエアシリンダ
ー２３の連結ロツド２２側に送つて、移動ロール５を固
定ロール４から離隔することができる。本発明に係る試
験装置によつて引張り試験を行なう場合には、手動操作
によつてロール４，５の間隔を広げ、試料３を手で試料
固定側クランプに保持させ、次に電磁弁のスイツチをオ
ンにして試料３をロールクランプ４，５ではさみ、試料
の装着を行なう。クラツチとブレーキのスイツチをオフ
としておいて、ロール駆動機構を所定の回転数で回転さ
せてから、クラツチのスイツチをオンとしてロールクラ
ンプを回転させる。直ちにスイツチ５７をＧの自動に切
替え、スイツチ６２をＦに入れれば、７歪速度をあらか
じめ定めた函数に従つて、時間とともに変更しながらの
引張り試験が可能となる。本発明に係る装置では、歪速
度をプログラムで制御した引張り試験のほかに、試料の
回復歪量を求めることができる。

本発明装置によつて試料の応力緩和を測定するには、ス
イツチ６２をＥにセツトし、任意函数発生器６０で設定
延伸量に達するまでの速度をセツトし、あらかじめ任意
のパルスをプリセツトカウンタ一５０にセツトしておき
、延伸量検出部から発信したパルスをカウントし、予め
セツトしたカウント状態においてプリセツトカウンタ一
から出される信号で、ブレーキ４７が作動し、電磁クラ
ツチをきり、ロール４，５の回転を停止させればよい。

この場合、スイツチ５７はＧの自動側に切替えておく。
試料の回復歪量を測定するには、スイツチ５９の端子を
電磁弁にも連結しておいて、応力緩和の測定の場合のよ
うにして、ロール４，５の回転を停止させ、プリセツト
カウンタ一５０から発信される信号によつて、エアシリ
ンダー２３の電磁弁５５を切り替え、移動ロールを固定
ロール４から離隔する。

その結果、試料の一端は自由となつて、試料は歪を回復
し、回復歪量を測定することができる。スイツチ５７を
Ｇに切替えておけば、自動的に操作される。本発明に係
る定歪速度プログラム制御式引張りノ試験装置は、次の
ような利点を有し、その工業的利用価値は極めて大であ
る。

１エアシリンダーの空気圧を調節することによつて、試
料をクランプする力を任意に変えることができるので、
試料が延伸されて厚みが減少しても、常に一定の圧力で
試料をクランプすることができる。

２エアシリンダーと電磁弁の組合せによつて試料をタラ
ップする機構を採用しているので、電気スイツチのオン
・オフだけで、迅速かつ容易に、試料の着脱が可能であ
る。

３高温引張り試験を行なう場合も、恒温槽の扉を開けな
いで、試料をクランプしたり、クランプを外したりする
ことができるので、高温の引張り試験で、精度の高い各
種データーを得ることができる。

４試料に印加する歪速度を、時間の函数として任意に変
更できるため、高分子材料からフイルムやフイラメント
を製造したり、フイルムをサーモフオーミングする際に
、高分子材料に印加される延伸過程を再現することがで
き、得られる各種データーは、適正材料の検討、適正成
形条件の検討のために活用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る引張り試験装置の一例の側面略図
、第２図は第１図皿一部分における平面略図、第３図は
第２図の一部分における縦断面略図、第４図はプロツク
図、第５図は任意函数発生器に設定する函数の例を示す
図、第６図は任意函数発生器で発生させた函数を函数分
割器で分割し、一部を反転回路で反転させた函数の例を
示す。１・・・・・・荷重検出装置、２・・・・・・試料固定
側クランプ、３・・・・・・試料、４・・・・・・固定
ロール、５・・・・・・移動ロール、６・・・・・・固
定ロール駆動軸、９・・・・・・移動ロール駆動軸、１
１・・・・・・ユニバーサルジョイント、１３・・・・
・・駆動軸、１４，１５・・・・・・歯車、１８・・・
・・・駆動軸９の案内軸、１９・・・・・・駆動軸９の
移動軸、２２・・・・・・連結ロツド、２３・・・・・
・エアシリンダー、２６・・・・・・恒温槽、３１，３
２・・・・・・サーボ・モーター、３５，３６・・・・
・・タコジェネレーター、３９，４０，４１，４２・・
・・・・減速機、４３，４４，４５，４６・・・・・・
クラツチ、４７・・・・・・ブレーキ、４８・・・・・
・スリツト円板、４９・・・・・・パルスセンサー５
０・・・・・・プリセツトカウンタ一、５１・・・・・
・Ｄ／Ａ変換器、５２・・・・・・延伸量出力端子、５
３・・・・・・ストレインメーター、５４・・・・・・
荷重出力端子、５５・・・・・・電磁弁、５６・・・・
・・圧空源、５７・・・・・・スイツチ、５８・・・・
・・クラツチ・ブレーキ・電磁弁手動操作器、６０・・
・・・・任意函数発生器、６２・・・・・・スイツチ、
６３・・・・・・函数分割器、６４・・・・・・切替信
号発生器、６５・・・・・・反転回路、６６・・・・・
・切替回路、６７，６８・・・・・・ＰＩＤアンプ、６
９，７０・・・・・・サーボアンプ、７２，７３・・・
・・・１０ｇアンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１荷重検出装置に連結した試料固定クランプと、この
試料固定側クランプに対向して設けられた一対のロール
よりなる試料引張り用ロールクランプとを備え、この試
料引張り用ロールクランプは、相互に逆方向に回転可能
に駆動モーターに連結されてなり、かつ、ロール間隙を
接近・離隔する手段とを備えた試料クランプ機構；時間
の函数としてあらかじめ任意に定められた歪速度を入力
する任意函数発生器、入力した任意函数を上記、駆動モ
ーターの変速範囲に入るように入力電力を分割する函数
分割器、この函数分割器から送られてきた信号によつて
上記駆動モーターの回転数を高速状態から低速状態に戻
す機能をもつ反転回路、上記駆動モーターの回転数を入
力函数値に制御するＰＩＤアンプとからなる駆動モータ
ーの制御機構；試料を前記駆動モーターの稼動により回
転される試料引張り用ロールクランプにより延伸した際
に生ずる張力を検出する荷重検出装置、およびこの試料
の延伸量を検出する延伸量検出装置よりなる検出機構；
より構成されてなることを特徴とする歪速度プログラム
制御式引張り試験装置。