(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体の一端が固定される上クランプと、
試験体の他端が固定される下クランプと、
前記上クランプを弧状に揺動させる駆動機と、
前記上クランプに対向して配置されたブラシ電極と、
前記上クランプおよび前記ブラシ電極に電圧を印加する通電経路部とを備えた、
樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置。
【請求項２】
前記上クランプは、鋭角の先端部を有する、
請求項１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置。
【請求項３】
前記上クランプは、一対の間隔変更可能な板状部材を有しており、
前記下クランプは、一対の間隔変更可能な板状部材を有している、
請求項１または２の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置。
【請求項４】
前記上クランプの一対の前記板状部材の間は、上クランプ面であり、
前記下クランプの一対の前記板状部材の間は、下クランプ面であり、
前記上クランプ面と前記下クランプ面とは平行である、
請求項３の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置。
【請求項５】
前記上クランプの先端には、ワイヤブラシまたは板バネが設けられている、
請求項１〜４のいずれか一項の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置。
【請求項６】
Ｙ字状の山折りの稜線を有し、一対の山折りの稜線の間に谷折りの底線を有し、且つ、三つの山折りの稜線と一つの谷折りの底線とが交差する頂点を有する、樹脂シートの試験体を用意し、
前記試験体における、前記一対の山折りの稜線側の、端部を、上クランプに固定し、
前記試験体における、前記一対の山折りの稜線以外の山折りの稜線側の、端部を、下クランプに固定し、
前記上クランプに対向して配置されたブラシ電極と、前記上クランプとの間に電圧を印加し、
その状態で、前記上クランプを弧状に揺動させ、前記頂点の位置を往復移動させる、
樹脂シートの耐折り曲げ特性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置および耐折り曲げ特性評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電所等、熱流体が流通するプラント施設では、ダクト配管の途中に複数の伸縮継手（例えば特許文献１参照）が設置されることがある。これは、内部を通る流体の熱により生じる配管の伸縮を、伸縮継手で吸収するためである。
【０００３】
伸縮継手には、ベローズが設けられている。ベローズは、通常、山折り部および谷折り部が複雑に位置する蛇腹状の部分である。このべローズによって、内部を通る熱流体の密封を確保しつつ接続対象の配管の間隔変化を吸収する。
【０００４】
ベローズは、ガラスクロス繊維シートと、樹脂シートとを積層することで構成されている。主に、ガラスクロス繊維シートにより、伸縮時の強度が確保されており、樹脂シートによって、密封性が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
伸縮継手においては、ベローズの耐折り曲げ特性をいかに評価するかが重要な問題である。すなわち、ベローズの耐折り曲げ特性を適切に評価することができれば、的確なメンテナンス時期を知ることができたり、過剰なスペックを避けて適切な設計を行ったりすることが可能となる。
【０００７】
ここで、非金属伸縮継手のベローズ材料の耐久性評価は、従来、紙および板紙の評価方法（ＪＩＳ  Ｐ  ８１１５：）である耐折強さ試験方法（ＭＩＴ試験機法）で用いるＭＩＴ耐折度試験機を流用して行っていた。この試験方法は、試験体が破断するまでの往復折曲げ回数で評価を行うが、伸縮継手のベローズの主要材料であるガラスクロスとフッ素樹脂シート（主に四フッ化エチレンシート）の複合材に対しては、必ずしも有効な耐久性評価方法ではない。すなわち、従来のＭＩＴ耐折度試験では、ガラスクロスについては破断回数で評価できるものの、フッ素樹脂シートについては破断に至ることがないため、シール層であるフッ素樹脂シートの部分についての耐久性評価ができなかった。また、実使用時に問題となる折り目の集中による欠陥部（ピンホール）発生は再現することができないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、山折りおよび谷折りの両方を含む形状に折り曲げられた樹脂シートの耐折り曲げ特性を評価することができ、且つ、繰り返しの折り曲げで生じ得るピンホールに対しての評価も行うことができる、装置および
方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した目的を達成するための本発明は、試験体の一端が固定される上クランプと、試験体の他端が固定される下クランプと、前記上クランプを弧状に揺動させる駆動機と、前記上クランプに対向して配置されたブラシ電極と、前記上クランプおよび前記ブラシ電極に電圧を印加する通電経路部とを備えた、樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置である。
また、同目的を達成する本発明の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価方法は、Ｙ字状の山折りの稜線を有し、一対の山折りの稜線の間に谷折りの底線を有し、且つ、三つの山折りの稜線と一つの谷折りの底線とが交差する頂点を有する、樹脂シートの試験体を用意し、前記試験体における、前記一対の山折りの稜線側の、端部を、上クランプに固定し、前記試験体における、前記一対の山折りの稜線以外の山折りの稜線側の、端部を、下クランプに固定し、前記上クランプに対向して配置されたブラシ電極と、前記上クランプとの間に電圧を印加し、その状態で、前記上クランプを弧状に揺動させ、前記頂点の位置を往復移動させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、山折りおよび谷折りの両方を含む形状に折り曲げられた樹脂シートの耐折り曲げ特性を評価することができ、且つ、繰り返しの折り曲げで生じ得るピンホールに対しての評価も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用する試験体を得る手法について説明する図である。
【図２】本発明を適用する試験体の形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の主要部を示す斜視図である。
【図５】図４の主要部を側方から示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の上クランプの先端構成を示す図である。
【図７】図４の主要部の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の動作を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態２の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の上クランプの先端構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、その概略を例示した添付図面に基づいて説明する。図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１３】
実施の形態１．
まず、本実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置について説明する前に、本発明を適用する試験体の形態について説明する。図１は、本発明を適用する試験体を得る手法について説明する図である。図２は、本発明を適用する試験体の形態を示す斜視図である。
【００１４】
試験体５１は、ＰＴＦＥシート（四フッ化エチレン樹脂シート）から構成されている。試験体５１は、試験を実施する際、図１の（ｄ）および図２に示されるような形態を有している。この形態を得る過程を説明する。まず、図１の（ａ）に示されるように、例えば、長方形のシートを用意し、図１の（ｂ）に示されるように、長辺に沿って短辺の中心を谷折りする。続いて、図１の（ｃ）に示されるように、片方の短辺を開いて、表裏をひっくり返す。そして、ひっくり返された部分だけに関し、図１の（ｂ）の過程で得られていた短辺中心の谷折りを、山折りにする。これにより、畳んだ状態で、図１の（ｄ）に示されるような試験体５１の形態が得られ、軽く広げた状態で、図２に示されるような試験体５１の形態が得られる。
【００１５】
図２に示される軽く広げた状態でみて、試験体５１の形態を説明する。試験体５１は、Ｙ字状の山折りの稜線５３ａ、５３ｂ、５３ｃを有し、一対の山折りの稜線５３ａ、５３ｂの間に谷折りの底線５５を有し、且つ、三つの山折りの稜線５３ａ、５３ｂ、５３ｃと一つの谷折りの底線５５とが交差する頂点５７を有する。
【００１６】
次に、樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置について説明する。図３は、本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の全体構成を示す図である。図４は、本発明の実施の形態１の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の主要部を示す斜視図である。図５は、図４の主要部を側方から示す図である。
【００１７】
樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置１は、試験体５１の一端が固定される上クランプ３と、試験体５１の他端が固定される下クランプ５と、上クランプ５を弧状に揺動させる駆動機７と、上クランプに対向して配置されたブラシ電極９と、上クランプ３およびブラシ電極９に電圧を印加する通電経路部１１とを備えている。
【００１８】
上クランプ３の上部は、前ブロックと後ブロックとの二部材を有している。なお、本説明における方向は、図４および図５に示すＸの延長方向を前後方向とし、Ｙの延長方向を上下方向とし、Ｚの延長方向を左右方向とする。上クランプ３は、前ブロックと後ブロックとの間にロッド１３を挟みこみ、前ブロックと後ブロックとに跨るねじを締め付けることで、ロッド１３に固定されている。
【００１９】
上クランプ３の下部は、左右一対の板状部材１５ａ、１５ｂを有している。これら一対の板状部材１５ａ、１５ｂの間隔は、ねじの締め込み状態を変化させることで、変更可能である。
【００２０】
上クランプ３は、一対の板状部材１５ａ、１５ｂの間に、試験体５１の一対の山折りの稜線５３ａ、５３ｂ側の端部を、挟む。別な言い方をすると、一対の板状部材１５ａ、１５ｂの間には、試験体５１の底線５５の部分が挟まれ、一対の稜線５３ａ、５３ｂは、上クランプ３の上方にあり、稜線５３ｃは、上クランプ３の前方にある。
【００２１】
上クランプ３の下方には、下クランプ５が配置されている。下クランプ５もまた、左右一対の板状部材１７ａ、１７ｂを有している。これら一対の板状部材１７ａ、１７ｂの間隔は、ねじの締め込み状態を変化させることで、変更可能である。
【００２２】
下クランプ５は、一対の板状部材１７ａ、１７ｂの間に、試験体５１の一対の山折りの稜線５３ａ、５３ｂ以外の山折りの稜線５３ｃ側の端部を、挟む。別な言い方をすると、一対の板状部材１７ａ、１７ｂの間には、試験体５１の山折りの稜線５３ｃの下部領域が挟まれる。
【００２３】
上クランプ３の一対の板状部材１５ａ、１５ｂの間が、上クランプ面となり、下クランプ５の一対の板状部材１７ａ、１７ｂの間が、下クランプ面となる。そして、この上クランプ面と下クランプ面とは、上下方向に並ぶ。上クランプ面と下クランプ面とは、好ましくは平行であり、より好ましくは、同一平面上に位置する。
【００２４】
一例であるが、上クランプ３は、鋭角の先端部を有する。図示例では、この鋭角部は、板状部材１５ａ、１５ｂの上面と下面とによって構成されている。図５に示される状態は、後述する上クランプ３の動作において、上クランプ３が最も前方に位置する状態である。この図４に示された状態において、側面視、板状部材１５ａ、１５ｂの上面の輪郭は、試験体５１の一対の稜線５３ａ、５３ｂに沿って延びており、板状部材１５ａ、１５ｂの上面の先端は、試験体５１の頂点５７まで延びている。また、上クランプ３の先端部には、ワイヤブラシ１９が設けられている。
【００２５】
次に、上述した本実施の形態の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の動作、すなわち、樹脂シートの耐折り曲げ特性評価方法、について説明する。
【００２６】
図３に示されるように、駆動機７、上クランプ３およびブラシ電極９を、装置ボックス２１に接続する。装置ボックス２１は、一例であるが、電源、コントローラ、表示器および検出器がまとまったものであるが、本発明の実施においては、これに限定されない。電源機能、操作機能、表示機能および検出機能の全てまたは一部が、別の筐体の機器として用意されていてもよい。
【００２７】
ブラシ電極９は、後述するように上クランプ３の先端部に試験体５１が被せられるようにセットされた状態で、この上クランプ３の先端部と対向する位置に配置される。また、上クランプ３の装置ボックス２１への電気接続は、一端にクリップ２３が設けられた配線を用意し、配線の他端を装置ボックス２１に接続し、配線の一端のクリップ２３で上クランプ３の上部後側を挟むことで、行われる。
【００２８】
また、試験体５１における一対の山折りの稜線５３ａ、５３ｂ側の端部を、上クランプ３の一対の板状部材１５ａ、１５ｂの間に挟み、試験体５１の一対の山折りの稜線５３ａ、５３ｂ以外の山折りの稜線５３ｃ側の端部を、下クランプ５の一対の板状部材１７ａ、１７ｂの間に挟む。以上により、図３に図示した状態を得る。
【００２９】
なお、この図３に図示した状態を得るまでの工程、すなわち、配線接続、各部のセッティング、試験体のセット等の工程、をどのような順序で行うかについては、本発明として限定されるものではない。
【００３０】
図３の状態において、ブラシ電極９と上クランプ３との間に電圧を印加し、且つ、駆動機７を駆動させて上クランプ３を弧状に揺動させる。図７は、上クランプ３の揺動を分かり易く示した図であり、理解の容易性を優先し、試験体５１を図示しない状態を示している。上クランプ３は、駆動機７によって所定時間間隔で所定角度、正転および逆転を交互に繰り返すロッド１３を中心に振り子のように移動する。
【００３１】
これにより、試験体５１は、図８に示されるように変形し、試験体５１の頂点５７の位置が、上下方向に往復移動する。すなわち、図８の（ａ）に示されるように、上クランプ３が相対的に前方に位置し、頂点５７が相対的に上方に位置する状態から、図８の（ｂ）の状態を経て、図８の（ｃ）に示されるように、上クランプ３が相対的に後方に位置し、頂点５７が相対的に下方に位置する状態に至り、さらに、図８の（ｂ）の状態を経て、再び、図８の（ａ）に示されるように、上クランプ３が相対的に前方に位置し、頂点５７が相対的に上方に位置する状態に戻り、これを、繰り返す。
【００３２】
このように頂点５７が往復移動するように試験体５１を繰り返し変形させることによって、樹脂シートの耐折り曲げ特性を評価することができる。試験体５１が繰り返し変形されている間、試験体５１の表裏には、ワイヤブラシ１９とブラシ電極９との間に電圧が印加され続けている。多数回にわたり試験体５１が屈曲するうちに、試験体５１にピンホールが生じた場合、そのピンホールを介して放電現象が生じる。このため、装置ボックス２１の検出器において、放電現象に起因した電流変化を検出することで、ピンホールの発生が探知される。また、このとき、試験体５１に対しては、上クランプ３のワイヤブラシ１９によって電圧印加と支持とが行われているので、試験体５１と上クランプ３との摩擦低減を図ることができると共に、広範囲な屈曲劣化点でのピンホール検知ができる。すなわち、ワイヤブラシ１９は、上クランプ３の一対の板状部材１５ａ、１５ｂの前端部が直接試験体に触れて摩耗、損傷させるのを防止する機能と、ピンホールが生じた際の検出用電極としての役割を兼ねている。
【００３３】
さらに、評価装置の仕様と、実際に行った評価試験の結果とについて記載する。
＜試験機の仕様条件等＞
まず、試験体は、ベローズ材のシール層に使われる樹脂シート（ゴムシート含む）および樹脂シートを補強材（繊維クロス・ネット等）と融着等させたものを対象とし、シート厚さは、０．１〜３．０ｍｍである。
試験条件としては、上クランプの先端(屈曲部)の移動距離を１０〜３０ｍｍとし、上クランプの振り角度を１０°〜３０°とする。印加電圧は、１〜４ｋＶであり、試験体とブラシ電極との最近接部距離０〜３ｍｍとする。下クランプへの通電による誤検知を防止するため、下クランプそのものを絶縁体（樹脂やセラミックなど）で構成するか、絶縁塗料の塗布あるいは絶縁性のカバーを取付けて試験を行うとよい。
【００３４】
＜実際に行った評価試験＞
まず、試験体として、厚さ０．３mm、サイズ７０ｍｍ×４５ｍｍのＰＴＦＥシート（四フッ化エチレン樹脂シート）を用いた。さらに、上クランプの先端(屈曲部)の移動距離を約２５ｍｍとし、上クランプの振り角度を約２０°とし、印加電圧を３ｋＶとし、下クランプをゴムシートで覆って（下クランプ絶縁を確保して）実施した。この条件にて、３度同じ試験を行った。その結果、耐折り曲げ特性評価結果として、ピンホールの発生検知まので平均屈曲回数３９００回という結果が得られた。
【００３５】
このように、本実施の形態によれば、頂点が往復移動するように試験体を繰り返し変形させることにより、山折りおよび谷折りの両方を含む形状に折り曲げられた樹脂シートの耐折り曲げ特性を評価することができ、且つ、繰り返しの折り曲げで生じ得るピンホールに対しての評価も行うことができる。
【００３６】
実施の形態２．
次に、図９に基づいて、本発明の実施の形態２について説明する。図９は、本発明の実施の形態２の樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置の上クランプの先端構成を示す図である。なお、本実施の形態２は、以下に説明する内容以外については、上述した実施の形態１と同様であるものとする。上クランプ３の先端部には、板ばね２１９が設けられている。この板ばね２１９によっても、ワイヤブラシ１９同様、試験体５１と上クランプ３との摩擦低減を図ることができると共に、広範囲な屈曲劣化点でのピンホール検知ができる。
【００３７】
以上、好ましい実施の形態について、例示図面を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００３８】
１  樹脂シートの耐折り曲げ特性評価装置、３  上クランプ、５  下クランプ、７  駆動機、９  ブラシ電極、１１  通電経路部、１５ａ、１５ｂ  板状部材、１７ａ、１７ｂ  板状部材、１９  ワイヤブラシ、５１  試験体、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ  稜線、５５  底線、５７  頂点、２１９  板ばね。
【図１】
0006531047.tif 000002
【図２】
0006531047.tif 000003
【図３】
0006531047.tif 000004
【図４】
0006531047.tif 000005
【図５】
0006531047.tif 000006
【図６】
0006531047.tif 000007
【図７】
0006531047.tif 000008
【図８】
0006531047.tif 000009
【図９】
0006531047.tif 000010