(57)【要約】【課題】被検査物に加えられる圧縮荷重の分布を測定し、その分布差を解消するための機構を設け、有効に検査を行うことのできるスクリーニング装置、およびスクリーニング方法を提供すること。【解決手段】一方の圧縮部と他方の圧縮部との間に被検査物４を挟み込み、各圧縮部を接近させて被検査物４に荷重を加えることによって、被検査物４の加圧軸線Ｏ方向の圧縮強度検査を行うスクリーニング装置であって、一方の圧縮部に圧縮荷重に応じて変形する変形部９を有する測定部材６が設けられ、変形部９に歪量検出手段１０が設けられていることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の圧縮部と他方の圧縮部との間に被検査物を挟み込み、各圧縮部を接近させて被検査物に荷重を加えることによって、被検査物の加圧軸線方向の圧縮強度検査を行うスクリーニング装置であって、
該一方の圧縮部に圧縮荷重に応じて変形する変形部を有する測定部材が設けられ、該変形部に歪量検出手段が設けられていることを特徴とするスクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリーニング装置において、
前記他方の圧縮部は、一方の面に前記被検査物の受座面が設けられ他方の面に凸曲面が設けられた曲面圧縮盤と、該曲面圧縮盤を凸曲面を介して姿勢変更可能に着座させる凹曲面を有する曲面座と、該曲面圧縮盤の姿勢を調整する調整ネジとを備えた荷重分布調整機構であることを特徴とするスクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスクリーニング装置において、
前記加圧軸線方向から見て、前期歪量検出手段と調整ネジとが、該加圧軸線に対して直交する同一方向に配置されていることを特徴とするスクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクリーニング装置において、
前記測定部材の変形部は、円筒形状に形成された壁部であることを特徴とするスクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクリーニング装置において、
前記測定部材に３個以上の歪量検出手段が用いられ、前記加圧軸線周りに配置されていることを特徴とするスクリーニング装置。
【請求項６】
一方の圧縮部と他方の圧縮部との間に被検査物を挟み込み、加圧機によって各圧縮部を接近させて被検査物に荷重を加えることにより、被検査物の加圧軸線方向の圧縮強度検査を行うスクリーニング方法であって、
前記被検査物を前記加圧軸線に対して姿勢変更可能に支持させておき、該加圧軸線周りの複数箇所において該被検査物の加圧値を検出し、該加圧値に基づいて該被検査物の姿勢を調整しつつ加圧することを特徴とするスクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラミックス製品などの脆性の高い被検査物の圧縮強度検査に用いて好適なスクリーニング装置およびスクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、規定値以上の強度の保証が求められる製品において、出荷前の製品検査として一定の荷重を負荷して壊れないという適格審査、いわゆるスクリーニングが行われる。このような圧縮強度検査に用いられるスクリーニング装置は、加圧機の基台部に歪量検出手段を備えた被検査物（製品）を設置し、加圧機の押圧部によって被検査物に圧縮荷重を加える装置である。歪量検出手段によって検出された歪量によって、被検査物に加えられる圧縮荷重が測定される。検査は、被検査物に破壊荷重より低い規定の圧縮荷重を加えた状態で、被検査物に欠損などの異常が発生しないかを確認して行われる。
【０００３】
従来、セラミックス製品を被検査物として検査が行われる場合は、セラミックス製品は高い脆性を有するため、セラミックス製品に発生する歪量からセラミックス製品に加えられている圧縮荷重を測定することが困難であり、スクリーニング装置の出力荷重をセラミックス製品に加えられている圧縮荷重として検査が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記セラミックス製品の圧縮強度検査において、セラミックス製品に加えられている圧縮荷重が均等でなく、圧縮荷重に分布が生じている場合、セラミックス製品に曲げ応力などが生じ、応力の集中する箇所において破壊荷重以下であってもセラミックス製品に欠損が生じてしまうという問題があった。つまり、スクリーニング装置の出力荷重からは圧縮荷重の分布を測定することができず、セラミックス製品に歪量検出手段を配置しても圧縮荷重の分布を測定することは困難であるので、応力の集中による欠損を防止することができないのである。このように破壊荷重以下で欠損が生じてしまうため、定量的な圧縮荷重データを得ることができなかった。また、セラミックス製品の圧縮荷重の分布が測定できた場合においても、その分布差を解消する手段を有しておらず、セラミックス製品に欠損が生じてしまい、有効に検査を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、被検査物に加えられる圧縮荷重の分布を測定し、その分布差を解消するための機構を設け、有効に検査を行うことのできるスクリーニング装置、およびスクリーニング方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、一方の圧縮部と他方の圧縮部との間に被検査物を挟み込み、各圧縮部を接近させて被検査物に荷重を加えることによって、被検査物の加圧軸線方向の圧縮強度検査を行うスクリーニング装置であって、該一方の圧縮部に圧縮荷重に応じて変形する変形部を有する測定部材が設けられ、該変形部に歪量検出手段が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係るスクリーニング装置によれば、一方の圧縮部に圧縮荷重に応じて変形する変形部を有する測定部材が設けられ、該変形部に歪量検出手段が設けられているので、被検査物に加えられる圧縮荷重と同じ圧縮荷重が測定部材にも加えられる。そして、圧縮荷重による測定部材の変形部の歪量を歪量検出手段で検出することにより、加圧値を測定することができる。これにより、被検査物に加えられる圧縮荷重の分布を測定することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のスクリーニング装置において、前記他方の圧縮部は、一方の面に前記被検査物の受座面が設けられ他方の面に凸曲面が設けられた曲面圧縮盤と、該曲面圧縮盤を凸曲面を介して姿勢変更可能に着座させる凹曲面を有する曲面座と、該曲面圧縮盤の姿勢を調整する調整ネジとを備えた荷重分布調整機構であることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係るスクリーニング装置によれば、他方の圧縮部は、一方の面に被検査物の受座面が設けられ他方の面に凸曲面が設けられた曲面圧縮盤と、曲面圧縮盤を凸曲面を介して姿勢変更可能に着座させる凹曲面を有する曲面座と、曲面圧縮盤の姿勢を調整する調整ネジとを備えた荷重分布調整機構であるので、調整ネジを操作することにより曲面圧縮盤の姿勢を調整し、被検査物に加えられる圧縮荷重の分布が均等になるように調整される。これにより、圧縮荷重の分布による破壊荷重以下での被検査物の欠損を防止することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のスクリーニング装置において、前記加圧軸線方向から見て、前期歪量検出手段と調整ネジとが、該加圧軸線に対して直交する同一方向に配置されていることを特徴とする。
この発明に係るスクリーニング装置によれば、加圧軸線方向から見て、歪量検出手段と調整ネジとが、加圧軸線に対して直交する同一方向に配置されているので、調整ネジの操作と歪量検出手段による荷重値との間に直接的な関係を有し、たとえば高荷重値を出力している歪量検出手段と同方向に配置されている調整ネジを押し込む操作をすることで、圧縮荷重の分布が均等となるように調整される。これにより、圧縮荷重の分布を容易に調整することができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクリーニング装置において、前記測定部材の変形部は、円筒形状に形成された壁部であることを特徴とする。
この発明に係るスクリーニング装置によれば、測定部材の変形部が円筒形状に形成された壁部であるので、壁部の肉厚を設定することによって圧縮荷重による歪量が設定される。これにより、圧縮荷重の分布を正確に測定することができる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクリーニング装置において、前記測定部材に３個以上の歪量検出手段が用いられ、前記加圧軸線周りに配置されていることを特徴とする。
この発明に係るスクリーニング装置によれば、測定部材に３個以上の歪量検出手段が用いられ、加圧軸線周りに配置されているので、圧縮荷重の分布を確実に測定することができる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、一方の圧縮部と他方の圧縮部との間に被検査物を挟み込み、加圧機によって各圧縮部を接近させて被検査物に荷重を加えることにより、被検査物の加圧軸線方向の圧縮強度検査を行うスクリーニング方法であって、前記被検査物を前記加圧軸線に対して姿勢変更可能に支持させておき、該加圧軸線周りの複数箇所において該被検査物の加圧値を検出し、該加圧値に基づいて該被検査物の姿勢を調整しつつ加圧することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るスクリーニング方法によれば、被検査物を加圧軸線に対して姿勢変更可能に支持させておき、加圧軸線周りの複数箇所において被検査物の加圧値を検出し、加圧値に基づいて該被検査物の姿勢を調整しつつ加圧するので、被検査物に加えられる圧縮荷重の分布が均等になるように圧縮強度検査を行うことができる。これにより、被検査物に欠損などを生じさせることなくスクリーニングを行い、製品として出荷することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、スクリーニング装置による圧縮強度検査の状態を示す部分断面図である。スクリーニング装置１は、対向して設けられている加圧機（図示せず）の基台部２および押圧部５によって被検査物であるセラミックス製品４に圧縮荷重が加えられる構成とされており、押圧部５に一方の圧縮部である測定部材６と圧縮盤７とが備えられ、基台部２に他方の圧縮部である荷重分布調整機構３が備えられている。荷重分布調整機構３にセラミックス製品４が載置され圧縮盤７の下面がセラミックス製品４の上面に当接する状態とされている。これらの構成部材は、加圧軸線である中心線Ｏに対して軸対称となるように直列に配置されている。
【００１６】
本実施の形態において、セラミックス製品４は外形が半卵型で、内側は段部などを有する空洞状に形成されている。このような先端面の一点で圧縮盤７に当接する形状の場合には、当接面にゴム板（図示せず）などを介在させ、当接面での応力集中を回避する工夫がされて、検査が行われる。
【００１７】
測定部材６は有底筒状に形成されており、その底部８が押圧部５に取り付けられ、壁部の一部に変形部である円筒壁部９が形成されており、円筒壁部９の外周面に歪量検出手段である歪ゲージ１０が９０°の等間隔となるように４箇所に配置されている。測定部材６の円筒壁部９の肉厚は、変形しやすいように肉薄に形成されており、この肉厚を設定することで歪ゲージ１０で検出される歪量が設定され、検査に用いられる圧縮荷重において弾性変形範囲内で歪が発生するように円筒壁部９の肉厚が設定される。
【００１８】
荷重分布調整機構３は、下面が凸曲面１１に形成された略円盤状の曲面圧縮盤１２と、底面が凹曲面１３に形成された調整部１４を有する曲面座１５と、曲面座１５に螺合されている調整ネジ１６とを備えて構成されている。曲面圧縮盤１２の上面はセラミックス製品４の受座面２１とされ、曲面圧縮盤１２の側面２２は調整ネジ１６による押圧される面とされている。調整部１４は、曲面座１５の上面に形成された上面視して円形の凹部で、その内周面１８は曲面圧縮盤１２の外形より大きく形成されている。調整部１４の凹曲面１３は、曲面圧縮盤１２の凸曲面１１と同曲率で形成されており、調整部１４の内部に曲面圧縮盤１２が収容され、凹曲面１３と凸曲面１１とが密着した状態で、曲面圧縮盤１２の姿勢を変更することができる構成とされている。
【００１９】
曲面座１５の外周面１７から調整部１４の内周面１８に向けて設けられているネジ穴１９に調整ネジ１６が螺合されており、調整ネジ１６の先端面２０が曲面圧縮盤１２の側面２２に当接している。ネジ穴１９は４箇所に設けられ、各ネジ穴１９が９０°の等間隔となるように配置されている。また、上面視してネジ穴１９の位置と歪ゲージ１０の位置とが中心線Ｏに対して直交する同一方向となるように、荷重分布調整機構３と測定部材６とが配置されている。そして、調整ネジ１６を操作することにより、中心線Ｏに対する曲面圧縮盤１２の姿勢を調整できる構成とされている。
【００２０】
上述したようなスクリーニング装置１を用いて行われる圧縮強度検査について説明する。基台部２に荷重分布調整機構３、押圧部５に測定部材６および圧縮盤７を設置し、曲面圧縮盤１２の受座面２１にセラミックス製品４を載置する。セラミックス製品４先端面に圧縮盤７を当接させた後、加圧機によりセラミックス製品４に加圧を行う。そして、測定部材６の歪ゲージ１０によって測定された荷重分布に基づいて、荷重分布調整機構３の調整ネジ１６を操作し、荷重分布の調整を行う。
【００２１】
図２は、横軸が歪ゲージ出力、縦軸がスクリーニング荷重を示し、スクリーニング荷重が調整荷重値Ｗ２における４箇所の歪ゲージ出力値が○で示され、荷重指標値Ｗ１における歪ゲージ目標値Ｘが●で示されている。図において、荷重指標値Ｗ１以下の調整荷重値Ｗ２において４箇所の歪ゲージ出力値が異なっているが、その後の加圧による歪ゲージ出力値の勾配が矢印の向きとなるように調整が行われる。つまり、調整荷重値Ｗ２を加えた時に各歪ゲージ１０の出力値が歪ゲージ目標値Ｘとなるように調整が行われるのである。たとえば、調整荷重値Ｗ２まで圧縮荷重が加えられた時に、加重の増加を停止して高い出力値を示した歪ゲージ１０と同方向の調整ネジ１６で曲面圧縮盤１２を押圧すると共に、対向する側の調整ネジ１６を弛緩する操作が行われる。
【００２２】
このような調整作業によって、さらなる加圧によって歪ゲージ出力の勾配が変化し、荷重指標値Ｗ１において歪ゲージ出力が歪ゲージ目標値Ｘで均等になるように調整される。実際には、歪ゲージ出力が同値となるように調整することは困難であるので、歪ゲージ出力は歪ゲージ目標値Ｘの１０％の範囲以内とされる。図においては、一回の測定作業および調整作業が示されているが、荷重指標値Ｗ１まで荷重を増加させる間に複数回の測定作業および調整作業が行われる。
【００２３】
上述したよう本実施の形態のスクリーニング装置１は、歪ゲージ１０を備えた測定部材６によってセラミックス製品４に加えられる荷重分布を測定し、荷重分布調整機構３の調整ネジ１６を操作することによって荷重分布が均等になるように調整することができる。歪ゲージ１０は９０°の等間隔で４箇所に設けられているので、確実に分布荷重を測定することができ、各調整ネジ１６も９０°の等間隔で４箇所に設けられているので、任意の姿勢に曲面圧縮盤１２を調整することができる。このように、曲面圧縮盤１２の中心線Ｏに対する姿勢を制御することで、セラミックス製品４に加えられている荷重分布を効率良く調整することができる。歪ゲージ１０および調整ネジ１６は、上面視して中心線Ｏから同方向となるように設けられているので、歪ゲージ１０の出力値による調整ネジ１６の操作を容易に行うことができる。
【００２４】
また、歪ゲージ１０が配置されている円筒壁部９の肉厚を設定することで、歪ゲージ１０により検出される歪量が設定されるので、最適な歪量となるように円筒壁部９の肉厚を設定することで、正確な歪量を検出することができる。また、塑性変形されないように円筒壁部９の肉厚を設定することで、再現性のある検査を行うことができる。これにより、荷重指標値Ｗ１以下においてセラミックス製品４に欠損が生じることが防止され、有効に検査を行うことができ、定量的な圧縮荷重データを得ることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、被検査物として外形が半卵型のセラミックス製品４を用いて説明を行ったが、図３に示すような円筒状のセラミックス製品２５や、図４に示すような板状のセラミックス製品２６を被検査物として用いることもできる。図３（ｂ）や、図４（ａ）に示すように、中心線Ｏに対して軸対称となるように配置できない場合は、対向する調整ネジ１６の方向にセラミックス製品２５，２６の長手方向が沿うように配置し、圧縮強度検査が行われる。このように配置することで、セラミックス製品２５，２６の長手方向の荷重分布が均等になるように調整することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスクリーニング装置によれば、測定部材に備えられた歪量検出手段によって被検査物に加えられる圧縮荷重の分布を測定し、定量的な圧縮荷重データを得ることができる。このデータを元にすることで、たとえば作業者の能力に影響を受けることなく画一的な検査を行うことができ、被検査物の品質を証明することができる。また、荷重分布調整機構により被検査物に加えられる圧縮荷重の分布を均等に調整することができるので、検査において被検査物に欠損などが生じる確率を低くすることができる。
【００２７】
また、歪量検出手段と調整ネジとが同一方向に配置されているので、容易にかつ能率的に圧縮荷重の分布を調整することができる。また、測定部材の変形部である円筒形状の壁部に歪量検出手段が配置されているので、圧縮荷重の分布を正確に測定することができ、３個以上の歪量検出手段が備えられているので、圧縮荷重の分布を確実に測定することができる。
【００２８】
また、本発明によるスクリーニング方法によれば、被検査物を加圧軸線に対して姿勢変更可能に支持させておき、加圧軸線周りの複数箇所において被検査物の加圧値を検出し、加圧値に基づいて該被検査物の姿勢を調整しつつ加圧するので、被検査物に加えられる圧縮荷重の分布が均等になるように圧縮強度検査を行うことができる。これにより、被検査物に欠損などを生じさせることなくスクリーニングを行い、製品として出荷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるスクリーニング装置の部分断面図である。
【図２】加圧時の歪ゲージ出力とスクリーニング荷重の関係を示す説明図である。
【図３】円筒状の被検査物を用いた場合の配置関係を示す説明図である。
【図４】板状の被検査物を用いた場合の配置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１　スクリーニング装置
３　荷重分布調整機構
４　セラミックス製品（被検査物）
６　測定部材
７　圧縮盤
９　円筒壁部（変形部）
１０　歪ゲージ（歪量検出手段）
１１　凸曲面
１２　曲面圧縮盤（圧縮盤）
１３　凹曲面
１４　調整部
１５　曲面座
１６　調整ネジ
２１　受座面
Ｏ　中心線（加圧軸線）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004037393.tif 000006