(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に円弧状のガイド面を有する曲げ用マンドレルを支持台に固定すると共に、該円弧状のガイド面に沿って一定速度で移動自在な検出器付き押圧手段を設け、前記支持台に一端を固定した被測定用棒状材を、前記ガイド面及び前記検出器付き押圧手段に形成された断面凹状のガイド溝に挟みつつ湾曲させ、前記検出器により被測定用棒状材の曲げ剛性力を連続的に測定する棒状材の曲げ剛性力測定方法。
【請求項２】
断面凹状のガイド溝が形成された被測定用棒状材のガイド面を備えた所定の曲率半径を有する半円状の曲げ用マンドレルを支持台上に設置し、前記曲げ用マンドレルの一端側に、被測定用棒状材の一端を支持する固定手段を設け、前記曲げ用マンドレルに、被測定用棒状材を前記ガイド面に沿わせて旋回させる支持アームを設け、前記支持アームの先端に断面凹状のガイド溝が形成された検出器付き押圧手段を設け、前記支持アームの回転軸に旋回速度を検出する回転速度検出器を設けて成る棒状材の曲げ剛性力測定装置。
【請求項３】
前記押圧手段が、前記円弧状のガイド面の周方向に前後に並び、ガイド溝を備えた一対のガイドローラと、該円弧状のガイド面の曲率半径中心を回動支点とする支持アームとから成る請求項２に記載の棒状材の曲げ剛性力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴムホース，ワイヤー，金属棒，樹脂棒等の棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装置に係わり、更に詳しくは曲げ剛性力を正確に自動計測可能にした棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴムホース等の棒状材の曲げ剛性力（曲げ力）を測定する方法は、図７に示すように、ゴムホースＷの基端部をバイス等の固定治具１にクランプ固定し、所定長さＬの他端側に図示しないバネ秤り３を取付けて引張り、二点鎖線で示すように半円弧状に屈曲させ、この屈曲形状を、図８に示すように複数の曲げ半径Ｒを描いたテンプレート２を当てて、その時の曲率半径Ｒと、バネ秤りを値を読み取って測定していた。そのため測定作業には、少なくとも二人の作業員が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記のようにバネ秤りを用いて少なくとも二人の作業者が曲げ剛性力を測定する方法は、以下のような種々の問題があった。
▲１▼．ゴムホースＷを曲げる速さが一定でないので、測定者によるバラツキが大きく、高精度な測定が出来ない。
▲２▼．曲げ力の方向が定まらないため、曲げ半径Ｒを描いたテンプレート２上での測定点が正確に読み取ることが出来ない。
▲３▼．曲げ力最大時（曲げ半径過小時）にゴムホースＷの固定端がずれて正確な測定が出来ない。
▲４▼．ゴムホースの場合には、低温時の曲げ形状が半円状にならず、途中で折れてしまうため、曲げ力を測定することが出来ない。
▲５▼．ゴムホースの加圧時の曲げ力が測定出来ない。
【０００４】
この発明の目的は、棒状材の曲げ剛性力を正確に測定することができ、更にゴムホースの場合に、低温時、加圧時の曲げ剛性力も定量的に測定することが出来る棒状材の曲げ剛性力測定方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の棒状材の曲げ剛性力測定方法は、外周に円弧状のガイド面を有する曲げ用マンドレルを支持台に固定すると共に、該円弧状のガイド面に沿って一定速度で移動自在な検出器付き押圧手段を設け、前記支持台に一端を固定した被測定用棒状材を、前記ガイド面及び前記検出器付き押圧手段に形成された断面凹状のガイド溝に挟みつつ湾曲させ、その任意位置において前記検出器により被測定用棒状材の曲げ剛性力を連続的に測定することを要旨とするものである。
【０００６】
またこの発明の棒状材の曲げ剛性力測定装置は、断面凹状のガイド溝が形成された被測定用棒状材のガイド面を備えた所定の曲率半径を有する半円状の曲げ用マンドレルを支持台上に設置し、前記曲げ用マンドレルの一端側に、被測定用棒状材の一端を支持する固定手段を設け、前記曲げ用マンドレルに、被測定用棒状材を前記ガイド面に沿わせて旋回させる支持アームを設け、前記支持アームの先端に断面凹状のガイド溝が形成された検出器付き押圧手段を設け、前記支持アームの回転軸に旋回速度を検出する回転速度検出器を設けたことを要旨とするものである。
【０００７】
このように断面凹状のガイド溝が形成された円弧状のガイド面を有する曲げ用マンドレルを支持台に固定すると共に、該円弧状のガイド面に沿って移動自在にする支持アームに取り付けられ、断面凹状のガイド溝が形成された検出器付き押圧手段を設け、前記支持アームの回転軸に旋回速度を検出する回転速度検出器を設けて、前記支持台に一端を固定した被測定用棒状材を、前記検出器付き押圧手段により湾曲させ、前記検出器により被測定用棒状材の曲げ剛性力を一定速度で連続的に測定するようにしたので、自動計測により正確な曲げ剛性力を測定することができ、またゴムホースの場合には、低温時や、加圧時の曲げ剛性力を定量的に測定することが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明にかかる棒状材の曲げ剛性力測定方法を実施するための曲げ剛性力測定装置の正面図、図２はその側面図、図３（ａ）は図２のＡーＡ矢視拡大断面図を示している。
【０００９】
曲げ剛性力測定装置１０は、支持台１１上に曲率半径Ｒを有する半円状の板状の曲げ用マンドレル１２がビス１３を介して着脱可能に垂直に固定されている。この曲げ用マンドレル１２の外周のガイド面には、中空，中実または板状のゴムホース，樹脂ホース，ワイヤー，金属棒，樹脂棒等の棒状材から成る被測定用棒状材Ｗの略半円部分を覆う断面凹状のガイド溝１４が形成されている。
【００１０】
支持台１１の一側部には、被測定用棒状材Ｗの一端を着脱可能にクランプする固定プレート及びボルト等から成る固定手段１１ａが設けられている。
板状の曲げ用マンドレル１２の側面には、該曲げ用マンドレル１２の側面に沿って等速で旋回移動する検出器付き押圧手段の支持アーム１５が設けら、支持アーム１５の基端部１５ａは、曲げ用マンドレル１２の中心Ｏに設けられた旋回軸１６に取付けられ、また支持アーム１５の先端１５ｂには、ブラケット１７を介して被測定用棒状材Ｗの略半円周部分を覆うガイド溝３０を備えた回転自在なガイドローラ１８ａ，１８ｂと、曲げ剛性力（法線力）を測定するロードセル等の曲げ検出器１９ａ，１９ｂとが取付けられている。
【００１１】
ブラケット１７は、スプリング２０及びネジ軸２１等の位置調整機構２２を介して支持アーム１５の先端側に移動調整可能に構成され、曲げ用マンドレル１２の径及び被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対応出来るようになっている。
上記のガイドローラ１８ａ，１８ｂの実施形態としては、図５に示すように、回転中心線Ｐ−Ｐと同一軸線上に設けた回転自在なガイドローラ１８ａと、回転中心線Ｐ−Ｐから若干ずらせた位置、即ち、円弧状のガイド面の周方向に配設されたガイドローラ１８ｂとの２ロール方式を採用しており、ガイドローラ１８ａ，１８ｂの間隔は、ブラケット１７に対して移動調整可能に取付けられ、ホースの柔軟性，呼び径（Ｄ）に対応し、１〜３Ｄの範囲に調整可能である。
【００１２】
なお押圧手段は、上記のようなガイドローラ１８ａ，１８ｂに限定されず、図３（ｂ）に示すように、ガイドローラ１８ａ，曲げ用マンドレル１２の幅Ｈを、被測定用棒状材Ｗの径Ｄａに対して幅広にして被測定用棒状材Ｗの半径よりも大きな円弧を持つガイド溝１４とし、被測定用棒状材Ｗとガイドローラ１８ａ，１８ｂとの接触部分を減らし、即ち、点接触状態にすることで、被測定用棒状材Ｗを過度に変形させない構造にすることも可能である。
【００１３】
また、押圧手段を図４（ａ）に示すような断面凹状のガイド部材２３ａ，２３ｂとしたり、また曲げ用マンドレル１２のガイド溝１４の形状も断面凹状に形成することも可能である。
更に、図４（ｂ）に示ように、断面凹状のガイド部材２３ａ，２３ｂの両端鍔部２３ｘ及び曲げ用マンドレル１２の両端鍔部１２ｘを上記図４（ａ）に比べて短く形成し、被測定用棒状材Ｗとガイド部材２３ａ，２３ｂの両端鍔部２３ｘ及び曲げ用マンドレル１２の両端鍔部１２ｘとの接触部分を減らし、被測定用棒状材Ｗを過度に変形させない構造にすることも可能である。
【００１４】
前記支持アーム１５の基端部１５ａが連結された旋回軸１６は、軸受２４を介して回転可能に支持され、旋回軸１６はカップリング２５を介して支持台１１上に設置された駆動モータ２６に連結されている。旋回軸１６の途中には、チェーン２７，スプロケット２８を介して検出器付き押圧手段１５の旋回角度を検出する回転角度検出器２９が連結されている。
【００１５】
次に、被測定用棒状材Ｗの曲げ剛性力測定方法について説明する。
まず、曲げ剛性力を測定する被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対応する曲げ用マンドレル１２を選択して支持台１１上に固定すると共に、曲げ用マンドレル１２の外周面に沿って旋回する検出器付き押圧手段の支持アーム１５の基端部１５ａは、曲げ用マンドレル１２の中心Ｏに設けられた旋回軸１６の先端１５ｂに取付けられるガイド部材１８ａ，１８ｂの位置を位置調整機構２２を介して調整する。
【００１６】
このような状態から、測定する被測定用棒状材Ｗの一端を支持台１１の一側部に設けた固定手段１１ａに固定し、この被測定用棒状材Ｗを曲げ用マンドレル１２の半円弧状に形成したガイド面の断面凹状のガイド溝１４と、被測定用棒状材Ｗの外周面側を固定手段１１ａ側に移動させたガイド部材１８ａ，１８ｂのガイド溝３０とで挟み込むように保持させる。
【００１７】
この状態から、支持アーム１５を駆動モータ２６を駆動させてガイド部材１８ａ，１８ｂを曲げ用マンドレル１２の外周ガイド面に沿って一定の速度で旋回させると共に、その時の回転角度を回転角度検出器２９で検出しながら、かつ被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対する曲げ剛性力を曲げ検出器１９ａ，１９ｂにより連続的に自動的に測定する。
【００１８】
このように、被測定用棒状材Ｗの一端を支持台１１の一側部に設けた固定手段１１ａに固定して、支持アーム１５を一定の速度で旋回させながら被測定用棒状材Ｗの曲げ半径に対する曲げ剛性力を連続的に、または任意の位置（任意の角度）まで人手を介することなく自動的に測定できる。
なお、上記の実施形態では、被測定用棒状材Ｗを鉛直方向に立てて曲げる例を示したが、被測定用棒状材Ｗを水平方向に設置し、水平方向にマンドレルに沿って曲げるように構成し、被測定用棒状材Ｗの自重による影響を除去するようにすることも可能である。
【００１９】
また、一方の曲げ剛性力を測定した後、被測定用棒状材Ｗの固定端を反転させることにより他方の曲げ剛性力も容易に測定することが可能である。曲げ用マンドレル１２は、支持台１１上に着脱可能に取付けられるので、省スペース，ワンタッチ取付けでいずれの曲げ半径にも対応できる。更に、恒温槽等を用いて低温曲げ時もなめらかな半円状で曲げることが可能となり、しかも曲げ剛性力の測定も可能である。
【００２０】
更に、被測定用棒状材Ｗをホースとした場合、ホースに内圧をかけた状態で測定することも出来る。また、プログラム化することで、自動測定結果のグラフ化（チャート化）も同時に出来る。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
▲１▼．被測定用棒状材を連続的に自動計測するので、従来の手動測定に比べて測定精度が向上し、曲げ剛性力の信頼性を高めることが出来る。
▲２▼．従来測定が難しいとされていた低温時、加圧時の曲げ剛性力の測定を定量的に測定が可能となる。
▲３▼．種々の取付け形状における曲げ剛性力の測定が可能となり、金具端末部の応力解析に有効な手段となる。
▲４▼．被測定用棒状材の連続的計測と曲げ速度が可変であるため、曲げ速度と曲げ力の関係を容易に把握することが出来る。
▲５▼．被測定用棒状材の曲がり癖によらず、どの方向の曲げ力も測定できる。従って、曲がり不良検出も有用である。
▲６▼．低温時、加圧時の曲げ剛性力の測定の作業の軽労化，安全化が可能となり、しかも省人化を図ることが出来る。
▲７▼．ゴムホースの曲げ剛性力の測定に限らず、ワイヤー，金属棒，樹脂棒等の棒状体の曲げ剛性力の測定を容易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる棒状材の曲げ剛性力測定方法を実施するための曲げ剛性力測定装置の正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＡーＡ矢視拡大断面図、（ｂ）は押圧手段の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、被測定用棒状材を保持する曲げ用マンドレルのガイド溝の形状と、ガイド部材のガイド溝の形状の実施形態を示す断面図、（ｂ）は、曲げ用マンドレルのガイド溝の形状と、ガイド部材のガイド溝の形状の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】ガイドローラの拡大正面図である。
【図６】曲げ用マンドレルの拡大正面図である。
【図７】従来のゴムホースの曲げ剛性力測定方法を示す説明図である。
【図８】従来の曲げ剛性力測定方法に使用するテンプレートの説明図である。
【符号の説明】
１０  曲げ剛性力測定装置              １１  支持台
１１ａ  固定手段                        １２  曲げ用マンドレル
１３  ビス                            １４  ガイド溝
１５  検出器付き押圧手段                １５ａ  基端部
１５ｂ  先端                            １６  旋回軸
１７  ブラケット            １８ａ，１８ｂ  ガイドローラ
１９ａ，１９ｂ  曲げ検出器            ２０  スプリング
２１  ネジ軸                          ２２  位置調整機構
２３ａ，２３ｂ  ガイド部材            ２４  軸受
２５  カップリング                    ２６  駆動モータ
２７  チェーン                        ２８  スプロケット
２９  回転角度検出器                  ３０  ガイド溝
Ｗ  被測定用棒状材
【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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