(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定後の試料を自動的に搬出する自動搬出機を備えた粘弾性測定装置において、搬出する試料に挿着して、該試料を把持し測定部から剥離する針状の試料剥離部と、前記試料剥離部を針長手方向に移動させるためのものであって後端が回転可能な支点に固定され前後に駆動されるシャフトに前記試料剥離部を取り付けた第１のアクチュエータと、前端が前記第１のアクチュエータの前端に固定され前後に駆動されるシャフトの先端が回転可能な支点に固定されていて該シャフトを伸張することによって前記試料剥離部を上下方向に移動させる第２のアクチュエータと、取外具により試料を引き寄せて前記試料剥離部から試料を取り外す試料取外機とを有し、試料の把持、剥離及び搬出を行うようにした自動搬出機を備えたことを特徴とする粘弾性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘弾性材料の物理的性質を測定するための粘弾性測定装置、特に自動搬出機を備えた粘弾性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粘弾性材料の粘弾性を測定するには、材料の試料を２つの相対的に回転可能な測定ダイの間に挟着し、一方の測定ダイに回転振動を加え、他方の測定ダイに誘起される回転トルクを測定することにより粘弾性を測定する装置が用いられている。この場合、測定後の試料、特に粘着性の強い材質の試料では、２つの測定ダイに強く粘着しているため単に掴んで引き剥がす方式では、試料の一部が測定ダイに残存するため完全な剥離が難しく、このような材料を含んだ試料を自動搬出しながら物質の粘弾性の測定を行う粘弾性測定装置には特殊な自動搬送機が必要となる。
【０００３】
図８は、粘着性の強い材料を自動搬出しながら物質の粘弾性を測定できる粘弾性測定装置の従来例を示したものである。この装置は、ローラ９１、９２及びローラ９３、９４によって例えば非粘着性のポリエステル膜のようなフィルム９５、９６を送り出し、そのフィルム９５、９６間に試料Ｓを挟んで測定ダイ９７、９８間に搬送すると共に、測定が終了した試料Ｓをフィルム９５、９６で挟んだ状態で搬出して試料Ｓを回収するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、粘着性の強い試料を自動搬出しながら粘弾性の測定を行うには、上記のような構成の自動搬出機を備えた粘弾性測定装置が用いられているが、フィルムで挟んだ状態で測定を行うため、フィルムの影響が測定値に現れるという問題がある。さらには、フィルムが使い捨てとなるため、この分、ランニングコストが増加するという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、測定値に影響を与えたりコストアップの原因となるフィルム等の消耗品を使用せずに、試料の自動搬出が可能な粘弾性測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の粘弾性測定装置は、測定後の試料を自動的に搬出する自動搬出機を備えた粘弾性測定装置において、搬出する試料に挿着して、該試料を把持し測定部から剥離する針状の試料剥離部と、前記試料剥離部を針長手方向に移動させるためのものであって後端が回転可能な支点に固定され前後に駆動されるシャフトに前記試料剥離部を取り付けた第１のアクチュエータと、前端が前記第１のアクチュエータの前端に固定され前後に駆動されるシャフトの先端が回転可能な支点に固定されていて該シャフトを伸張することによって前記試料剥離部を上下方向に移動させる第２のアクチュエータと、取外具により試料を引き寄せて前記試料剥離部から試料を取り外す試料取外機とを有し、試料の把持、剥離及び搬出を行うようにした自動搬出機を備えたことを特徴とするものである。
本発明の粘弾性測定装置は上記のように構成されており、測定後の粘着性試料を容易に自動搬出することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明の粘弾性測定装置を説明する。図１（ａ）は、本発明実施例による粘弾性測定装置の構成を示す概略平面図、図１（ｂ）は、その概略側面図である。本発明の粘弾性測定装置は、図１に示すように試料Ｓの粘弾性測定を行う粘弾性測定装置本体（以後、測定装置本体と称す）１と、前記試料Ｓを前記測定装置本体１に自動的に搬入するための回転テーブル２１及び試料搭載機２２と、測定後の試料Ｓを回収場所まで自動的に搬出する自動搬出機２と、前記測定装置本体１と自動搬出機２等を制御する図７に示す演算制御部３から構成されている。
【０００７】
前記測定装置本体１は、試料Ｓを搭載して連続回転あるいは回転振動する下側ダイ４と、この下側ダイ４を支持して連続回転あるいは回転振動を加える下側ダイ駆動部５と、試料Ｓを上から押さえると共に試料Ｓを介して回転トルクが伝達される上側ダイ６と、この上側ダイ６に連結して回転トルクを検出すると共に、クロスヘッド７２に保持された上側ダイ６を垂直方向に移動させる上側ダイ駆動部７と、前記下側ダイ駆動部５と前記上側ダイ駆動部７を支持する枠体８とから構成されている。
【０００８】
そして、前記下側ダイ駆動部５は、下側ダイ４を連続回転あるいは回転振動させる電動機５１、例えばコンピュータによって制御されるステップモータと、前記電動機５１と前記下側ダイ４の軸棒を連結するスリーブ５２と、電動機５１を支持して前記枠体８に固定させる筐体５３とから構成されている。
【０００９】
また、上側ダイ駆動部７は、前記上側ダイ６に連結された回転トルク検出器７１を固定するクロスヘッド７２と、このクロスヘッド７２を支持して垂直方向に移動可能なダイロッド７３、７４と、このダイロッド７３、７４を駆動するエアシリンダ７５と、ダイロッド７３、７４を支持してエアシリンダ７５に連結するクロスヘッド７６から構成されている。
【００１０】
また、試料Ｓの搬入搬出は、図１に示すように矢印方向に回転して試料Ｓを連続して供給する回転テーブル２１と、この回転テーブル２１の試料Ｓをピックアップして矢印方向に回転し、前記測定装置本体１の下側ダイ４の点線で示した測定位置に搭載する試料搭載機２２と、測定が終了した試料Ｓを下側ダイ４から剥離して取り出す試料剥離機２３と、この試料剥離機２３を水平に回転させる回転駆動機２７とその支持台２８と、回収位置に設置され前記試料剥離機２３から試料Ｓを取り外す試料取外機２６により行われる。なお、前記回転テーブル２１の代わりにベルトコンベア（図示せず）を使用して試料Ｓを搬入することも可能である。
【００１１】
前記試料搭載機２２は、図２の斜視図に示すように、内蔵された複数の電動機（図示せず）、例えばコンピュータにより制御可能なパルスモータ等により、矢印で示したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの方向にそれぞれ移動可能な把持部２２ａ、回転部２２ｂ、伸縮部２２ｃ、回転部２２ｄ及び伸縮部２２ｆから構成されている。
【００１２】
試料Ｓを測定位置に搭載するには、先ず回転テーブル２１上の試料Ｓを把持部２２ａで挟んで、回転部２２ｄで測定装置本体１の側面に搬送し、伸縮部２２ｃで前記測定位置に移動し、把持部２２ａを開いて下側ダイ４に搭載する。
また、試料Ｓを回収位置に回収するには、前記試料剥離機２３により下記に説明する方法により試料Ｓを下側ダイ４から試料Ｓを剥離した後、前記試料剥離機２３を矢印方向に回転し、試料取外機２６の取外具２６ａで試料Ｓを引き寄せて取り外し回収する。なお、前記伸縮部２２ｆは前記回転テーブル２１や前記下側ダイ４の高さの違いによって搬送中に適宜高さを変えるもので、コンピュータによりその高さを制御する。
【００１３】
図３（ａ）は、試料剥離機２３の構成を示す側面図、図３（ｂ）はその正面図である。この試料剥離機２３は、試料Ｓを突き刺して把持すために用いるもので、一本または複数本の針を樹脂等で固着した針形挿着具２３ａを取り付け、横方向に移動するシャフト２３ｂを有するアクチュエータ２３ｃと、縦方向に移動するシャフト２３ｄを有するアクチュエータ２３ｅとを備えている。そして、アクチュエータ２３ｃの一端は回転可能な支点に、他端はアクチュエータ２３ｅの下端にそれぞれ固定され、シャフト２３ｄの先端は回転可能な支点に固定されている。図３（ｃ）はアクチュエータ２３ｃのシャフト２３ｂとアクチュエータ２３ｅのシャフト２３ｄが伸長した状態を示すもので、シャフト２３ｂは針の長手方向に、シャフト２３ｄはそれと直角方向に移動することができる。なお、アクチュエータ２３ｃ及びアクチュエータ２３ｅの駆動には電動機による電動力やエアシリンダによる空気力等が用いられる。
【００１４】
図４（ａ）〜（ｄ）は、前記試料剥離機２３の試料Ｓの針刺しから取り出すまでの一連の動作を説明するための動作説明図である。粘弾性測定が終了すると下側ダイ４と上側ダイ６で挟まれた状態の試料Ｓにアクチュエータ２３ｃの針形挿着具２３ａの針が挿入される（ａ）。次に、上側ダイ６は上方へ移動し、試料Ｓは下側ダイ４上に残される（ｂ）。次に、アクチュエータ２３ｅによってアクチュエータ２３ｃが持ち上げられ、試料Ｓは下側ダイ４から剥離される（ｃ）。そして、アクチュエータ２３ｃが後退して試料Ｓが測定装置本体１（図１参照）から取り出される（ｄ）。
【００１５】
前記針形挿着具２３ａの針の個数や長さ等は試料Ｓの材質や形状に合わせて選ばれることが望ましい。この針形挿着具２３ａの変形例として、図５に示したくし形に加工された金属性のくし形挿着具２４や、図６に示した金属性ブラシをモールド等で固めたブラシ形挿着具２５を用いることもできる。
【００１６】
前記演算制御部３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース等からなるマイクロコンピュータで構成され、図７に示す各対象物にケーブルを介して制御信号を送信し、また測定装置本体１からの測定信号を入力として測定値の演算を行う。すなわち、測定装置本体１に対しては、下側ダイ４の回転振動の制御、上側ダイ６の高さ制御、回転トルク検出器７１からの検出信号の演算処理を行い、自動搬出機２に対しては、回転テーブル２１の回転、停止制御、試料搭載機２２の試料把持、搬送制御、試料剥離機２３の試料剥離制御、回転駆動機２７の回転制御及び試料取外機２６の試料取外し制御等を行う。
【００１７】
上記のように構成された粘弾性測定装置を用い、試料Ｓの粘弾性測定は、演算制御部３の演算制御動作に基づき次のような手順に従って行われる。
１．試料Ｓを回転テーブル２１に搭載し、一定速度で回転させ、ピックアップ位置で一定時間だけ停止する。
２．試料搭載機２２で試料Ｓをピックアップして測定装置本体１の側面に移動した後、下側ダイ４の測定位置に置く。
３．上側ダイ６を降ろして、試料Ｓを下側ダイ４で挟む。
４．電動機５１を所定の角度と振動数で駆動する。
５．回転トルク検出器７１からの検出信号から粘弾性値を算出する。
６．試料剥離機２３の針で試料Ｓを突き刺した後、上側ダイ６を持ち上げる。
７．試料剥離機２３で試料Ｓを下側ダイ４から剥離する。
８．回転駆動機２７により試料剥離機２３を回収位置方向に回転させる。
９．試料取外機２６により試料剥離機２３の試料Ｓを引き寄せ取り外し回収する。
１０．続いて次の試料Ｓをピックアップして１項からの手順を繰り返す。
【００１８】
本発明の粘弾性測定装置は、上記のように粘性の強い物質であっても、横方向から試料に針形挿着具を突き刺し、持ち上げて剥離する自動搬出機を用いることにより、粘弾性物質の自動搬出による測定が行えるようにしたことを特徴とするもので、本発明の粘弾性測定装置は実施例に限定されるものではない。例えば、試料剥離機２３を移動可能にして、突き刺した試料Ｓを直接回収位置に搬送するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の粘弾性測定装置は上記のように構成されており、粘弾性測定結果に影響を与えずに試料を自動搬出することができ、また、消耗品の使用がないのでランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粘弾性測定装置の実施例の上面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図２】実施例に係わる試料搭載機の斜視図である。
【図３】実施例に係わる試料剥離機の側面図（ａ）、正面図（ｂ）及び動作時の側面図（ｃ）である。
【図４】試料剥離機の動作説明図である。
【図５】実施例に係わるくし形挿着具の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図６】実施例に係わるブラシ形挿着具の平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図７】実施例に係わる演算制御部のブロック構成図である。
【図８】従来の粘弾性測定装置の自動搬送機の概略構成図である。
【符号の説明】
１…粘弾性測定装置本体（測定装置本体）
２…自動搬出機
２１…回転テーブル
２２…試料搭載機
２２ａ…把持部
２２ｂ、２２ｄ…回転部
２２ｃ、２２ｆ…伸縮部
２３…試料剥離機
２３ａ…針形挿着具
２３ｂ、２３ｄ…シャフト
２３ｃ、２３ｅ…アクチュエータ
２４…くし形挿着具
２５…ブラシ形挿着具
２６…試料取外機
２６ａ…取外具
２７…回転駆動機
２８…支持台
３…演算制御部
４…下側ダイ
５…下側ダイ駆動部
５１…電動機
５２…スリーブ
５３…筐体
６…上側ダイ
７…上側ダイ駆動部
７１…回転トルク検出器
７２、７６…クロスヘッド
７３、７４…ダイロッド
７５…エアシリンダ
８…枠体
９１、９２、９３、９４…ローラ
９５、９６…フィルム
９７、９８…測定ダイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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