(57)【要約】【課題】樹脂成形品を破壊せずにその内部の残留応力の評価を可能とする。【解決手段】偏光方向が第１方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射してそのときの樹脂成形品の第１吸光度Ａ１を取得すると共に、偏光方向が第１方向とは所定角度だけ異なる第２方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射してそのときの樹脂成形品の第２吸光度Ａ２を取得する。そして、第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の差分である吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品の内部の残留応力を評価する。【選択図】図１
2016014552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形品の内部の残留応力を評価する残留応力評価装置であって、
複数の偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射可能な照射手段と、
前記照射手段により第１偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、前記照射手段により前記第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分または比である吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する評価手段と、
を備える残留応力評価装置。
【請求項２】
請求項１記載の残留応力評価装置であって、
前記評価手段は、前記照射手段によりテラヘルツ波の周波数を順次変化させて前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比が第１閾値以上となる周波数における前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する、
残留応力評価装置。
【請求項３】
請求項１記載の残留応力評価装置であって、
前記評価手段は、前記照射手段により前記樹脂成形品に応じて定められた所定周波数のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する、
残留応力評価装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の残留応力評価装置であって、
前記評価手段は、前記照射手段によりテラヘルツ波の偏光方向を順次変化させて前記樹脂成形品に照射して前記吸光度差分または前記吸光度比が第２閾値以上となるように前記第１偏光方向と前記第２偏光方向とを定めたときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する、
残留応力評価装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の残留応力評価装置であって、
前記評価手段は、前記照射手段により前記樹脂成形品に応じて定められた前記第１偏光方向および前記第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する、
残留応力評価装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の残留応力評価装置であって、
前記樹脂成形品を透過したテラヘルツ波の強度を検出する透過波強度検出手段と、
前記照射手段により照射されるテラヘルツ波の強度と前記透過波強度検出手段により検出されるテラヘルツ波の強度とを用いて吸光度を演算する吸光度演算手段と、
を備える残留応力評価装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の残留応力評価装置であって、
前記照射手段は、テラヘルツ波を出力する発振源と、前記発振源からのテラヘルツ波を所望の偏光方向に調節して前記樹脂成形品に照射する偏光方向調節手段と、を有する、
残留応力評価装置。
【請求項８】
樹脂成形品の内部の残留応力を評価する残留応力評価方法であって、
（ａ）複数の偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射し、
（ｂ）第１偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、前記第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分または比である吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する、
残留応力評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、残留応力評価装置および残留応力評価方法に関し、詳しくは、樹脂成形品の内部の残留応力を評価する残留応力評価装置および残留応力評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形品の穿孔部に所定の第１穿孔深さまで穿孔したときの樹脂成形品の表面の歪み量を測定し、その歪み量から穿孔により樹脂成形品に発生した第１応力を測定し、樹脂成形品に穿孔する前の樹脂成形品に発生する応力を値０として第１応力から値０を差し引くことにより、穿孔部と第１穿孔深さとの中間の位置での残留応力を算出する残留応力算出方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この残留応力算出方法では、こうした方法を用いることにより、使用する樹脂材料の種類に拘わらず樹脂成形品の内部の残留応力の算出を簡便に行なえるようにしている。
【０００３】
また、金属試料の表面にＸ線を照射してその表面から発せられる回折Ｘ線を検出し、検出した回折Ｘ線の波長変化に基づいて金属の応力を演算するＸ線応力測定方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。このＸ線応力測定方法では、回折Ｘ線を検出するセンサと金属試料表面との間にＴｉフィルタとＣｌ化合物フィルタとを設けることにより、金属試料表面からの蛍光Ｘ線に影響されずに回折Ｘ線のピークを正確に判別できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４３３３５号公報
【特許文献２】特開２０１２−０１３４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の前者の方法では、樹脂成形品の内部の残留応力を算出するために、樹脂成形品に穿孔を行なわなければならない、即ち、樹脂成形品を破壊しなければならいという課題がある。また、後者の方法では、試料の表面付近しか残留応力を演算することができないという課題や、応力を測定するための装置が大規模になるという課題，試料が完全に非破壊とは言い難いという課題などがある。
【０００６】
本発明の残留応力評価装置および残留応力評価方法は、樹脂成形品を破壊せずにその内部の残留応力の評価を可能とすることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の残留応力評価装置および残留応力評価方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の残留応力評価装置は、
樹脂成形品の内部の残留応力を評価する残留応力評価装置であって、
複数の偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射可能な照射手段と、
前記照射手段により第１偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、前記照射手段により前記第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分または比である吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価する評価手段と、
を備える。
【０００９】
この本発明の残留応力評価装置では、第１偏光方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射したときの樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射したときの樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分または比である吸光度比を用いて樹脂成形品の内部の残留応力を評価する。ここで、「テラヘルツ波」は、樹脂に対する非破壊性および高透過性を有すると共に樹脂の高分子の配向に対する敏感性を有する電磁波（光）であり、周波数が３００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ（波長が１０μｍ〜１ｍｍ）程度の電磁波を用いることができる。また、「所定角度」は、例えば、３０°や４５°，６０°，９０°などを用いることができる。樹脂成形品の内部に残留応力が生じていないときには（生じていない部分では）、高分子の配向方向がランダムとなっている。これに対して、樹脂成形品の内部に残留応力が生じているときには（生じている部分では）、その応力により、内部に残留応力が生じていないときに比して高分子に配向性が生じている。したがって、樹脂成形品の内部に残留応力が生じていないときには、吸光度差分はそれほど大きくならないが、樹脂成形品の内部に残留応力が生じているときには、テラヘルツ波の偏光方向と樹脂成形品の高分子の主な配向方向との関係（角度差）に起因する高分子によるエネルギの吸収の程度すなわち樹脂成形品の吸光度の違いにより、吸光度差分（または吸光度比）が大きくなり得る。このため、吸光度差分（または吸光度比）が閾値以下のときには、樹脂成形品の内部の残留応力は許容範囲内であると判定し、吸光度差分（または吸光度比）が閾値より大きいときには、樹脂成形品の内部の残留応力は許容範囲外である（比較的大きな残留応力が生じている）と判定することができる。また、複数の第１，第２偏光方向についての吸光度差分（または吸光度比）を演算することにより、樹脂成形品の内部の残留応力の方向や大きさを理論上定量化できるはずであるから、樹脂成形品の内部の残留応力の方向や大きさを検出（推定）することもできる。そして、この手法を用いることにより、樹脂成形品に穿孔を行なう手法とは異なり樹脂成形品を破壊する必要がなく、また、Ｘ線を用いる手法とは異なり樹脂成形品の内部の残留応力を評価することができる。
【００１０】
こうした本発明の残留応力評価装置において、前記評価手段は、前記照射手段によりテラヘルツ波の周波数を順次変化させて前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比が第１閾値以上となる周波数における前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価するものとすることもできるし、前記照射手段により前記樹脂成形品に応じて定められた所定周波数のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価するものとすることもできる。
【００１１】
また、本発明の残留応力評価装置において、前記評価手段は、前記照射手段によりテラヘルツ波の偏光方向を順次変化させて前記樹脂成形品に照射して前記吸光度差分または前記吸光度比が第２閾値以上となるように前記第１偏光方向と前記第２偏光方向とを定めたときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価するものとすることもできるし、前記照射手段により前記樹脂成形品に応じて定められた前記第１偏光方向および前記第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記吸光度差分または前記吸光度比を用いて前記樹脂成形品の内部の残留応力を評価するものとすることもできる。
【００１２】
さらに、本発明の残留応力評価装置において、前記樹脂成形品を透過したテラヘルツ波の強度を検出する透過波強度検出手段と、前記照射手段により照射されるテラヘルツ波の強度と前記透過波強度検出手段により検出されるテラヘルツ波の強度とを用いて吸光度を演算する吸光度演算手段と、を備えるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の残留応力評価装置において、前記照射手段は、テラヘルツ波を出力する発振源と、前記発振源からのテラヘルツ波を所望の偏光方向に調節して前記樹脂成形品に照射する偏光方向調節手段と、を有するものとすることもできる。ここで、前記偏向方向調節手段は、前記発振源からのテラヘルツ波を所定偏向方向のテラヘルツ波として前記樹脂成形品に照射する偏向素子と、前記偏向素子の回転位置を調節するアクチュエータと、を有するものとすることもできるし、前記発振源からのテラヘルツ波を所定偏向方向のテラヘルツ波として前記樹脂成形品に照射する偏向素子と、前記樹脂成形品の回転位置を調節するアクチュエータとを有するものとすることもできる。
【００１４】
本発明の残留応力評価方法は、
樹脂成形品の内部の残留応力を評価する残留応力評価方法であって、
（ａ）複数の偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射し、
（ｂ）第１偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、前記第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を前記樹脂成形品に照射したときの前記樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分が所定値以上のときに、前記樹脂成形品に残留応力が生じていると評価する、
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の残留応力評価方法では、第１偏光方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射したときの樹脂成形品の吸光度である第１吸光度と、第１偏光方向とは所定角度だけ異なる第２偏光方向のテラヘルツ波を樹脂成形品に照射したときの樹脂成形品の吸光度である第２吸光度と、の差分である吸光度差分または比である吸光度比を用いて樹脂成形品の内部の残留応力を評価する。ここで、「テラヘルツ波」は、樹脂に対する非破壊性および高透過性を有すると共に樹脂の高分子の配向に対する敏感性を有する電磁波（光）であり、周波数が３００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ（波長が１０μｍ〜１ｍｍ）程度の電磁波を用いることができる。また、「所定角度」は、例えば、３０°や４５°，６０°，９０°などを用いることができる。樹脂成形品の内部に残留応力が生じていないときには（生じていない部分では）、高分子の配向方向がランダムとなっている。これに対して、樹脂成形品の内部に残留応力が生じているときには（生じている部分では）、その応力により、内部に残留応力が生じていないときに比して高分子に配向性が生じている。したがって、樹脂成形品の内部に残留応力が生じていないときには、吸光度差分はそれほど大きくならないが、樹脂成形品の内部に残留応力が生じているときには、テラヘルツ波の偏光方向と樹脂成形品の高分子の主な配向方向との関係（角度差）に起因する高分子によるエネルギの吸収の程度すなわち樹脂成形品の吸光度の違いにより、吸光度差分（または吸光度比）が大きくなり得る。このため、吸光度差分（または吸光度比）が閾値以下のときには、樹脂成形品の内部の残留応力は許容範囲内であると判定し、吸光度差分（または吸光度比）が閾値より大きいときには、樹脂成形品の内部の残留応力は許容範囲外である（比較的大きな残留応力が生じている）と判定することができる。また、複数の第１，第２偏光方向についての吸光度差分（または吸光度比）を演算することにより、樹脂成形品の内部の残留応力の方向や大きさを理論上定量化できるはずであるから、樹脂成形品の内部の残留応力の方向や大きさを検出（推定）することもできる。そして、この手法を用いることにより、樹脂成形品に穿孔を行なう手法とは異なり樹脂成形品を破壊する必要がなく、また、Ｘ線を用いる手法とは異なり樹脂成形品の内部の残留応力を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例としての残留応力評価装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じていないときの高分子の様子の一例を示す説明図である。
【図３】樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じているときの高分子の様子の一例を示す説明図である。
【図４】サンプル４０Ａ，４０Ｂを射出成形する際の樹脂の主な流れを示す説明図である。
【図５】比較例の残留応力評価方法の一例を示す説明図である。
【図６】実施例の手法を用いたときの実験結果である。
【図７】比較例の手法を用いたときの実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としての残留応力評価装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の残留応力評価装置２０は、ポリプロピレンやポリスチレンなどの樹脂により成形された樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するための装置として構成されており、図示するように、テラヘルツ波を出力する発振源（光源）２２と、発振源２２からのテラヘルツ波を反射するミラー２３と、ミラー２３により反射されたテラヘルツ波を予め定められた偏向方向のテラヘルツ波として樹脂成形品４０に照射する偏光素子（偏向子）２４と、樹脂成形品４０におけるテラヘルツ波の照射位置が変化しないように偏向素子２４を回転させることによって偏向素子２４の回転位置θｒ即ち樹脂成形品４０に照射するテラヘルツ波の偏光方向θｐを調節するアクチュエータ２５と、樹脂成形品４０を透過したテラヘルツ波を検出する検出器２６と、発振源２２やアクチュエータ２５を駆動制御すると共に検出器２６による検出結果を用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するコンピュータ３０と、を備える。ここで、「テラヘルツ波」は、樹脂に対する非破壊性および高透過性を有すると共に樹脂の高分子の配向に対する敏感性を有する（高分子の配向方向とテラヘルツ波の偏光方向との関係により透過性および吸光性が異なる）電磁波（光）であり、周波数が３００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ（波長が１０μｍ〜１ｍｍ）程度の電磁波を用いることができる。
【００１９】
発振源２２は、３００ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ程度の範囲内における任意の周波数ｆのテラヘルツ波を出力可能に構成されている。偏光素子２４は、アクチュエータ２５によって回転させられることにより、任意の偏光方向θｐのテラヘルツ波を樹脂成形品４０に照射できるようになっている。
【００２０】
コンピュータ３０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスクなどを備える周知のコンピュータとして構成されている。コンピュータ３０には、検出器２６からの検出信号などが入力ポートを介して入力されており、コンピュータ３０からは、発振源２２やアクチュエータ２５への駆動制御信号などをが出力ポートを介して出力されている。コンピュータ３０には、表示装置としてのディスプレイや入力装置としてのキーボードやマウスなどが接続されている。
【００２１】
こうして構成された残留応力評価装置２０では、樹脂成形品４０の内部の残留応力の評価を以下の手順で行なうことができる。まず、樹脂成形品４０を、テラヘルツ波を照射するための照射用位置に配置し、偏光素子２４によるテラヘルツ波の偏光方向θｐが初回方向θｐｓｔ（例えば図１中左右方向）となるように偏光素子２４の回転位置θｒを調節する。続いて、発振源２２から周波数ｆが初回周波数ｆｓｔ（例えば３００ＧＨｚなど）のテラヘルツ波を出力させることによって、発振源２２からミラー２３，偏光素子２４を介して、偏光方向θｐが初回方向θｐｓｔで且つ周波数ｆが初回周波数ｆｓｔのテラヘルツ波を樹脂成形品４０に照射し、透過後のテラヘルツ波を検出器２６により検出する。そして、コンピュータ３０により、樹脂成形品４０に照射したテラヘルツ波の強度（発振源２２から出力したテラヘルツ波の強度）と樹脂成形品４０を透過したテラヘルツ波の強度との比を用いて、テラヘルツ波の偏光方向θｐが初回方向θｐｓｔで且つ周波数ｆが初回周波数ｆｓｔのときの樹脂成形品４０の吸光度Ａを演算する。同様に、偏光素子２４によるテラヘルツ波の偏光方向θｐを初回方向θｐｓｔで固定して、発振源２２から出力するテラヘルツ波の周波数ｆを順次変化させて樹脂成形品４０に照射して透過後のテラヘルツ波を検出器２６により検出し、テラヘルツ波の偏光方向θｐが初回方向θｐｓｔのときの各周波数ｆについての吸光度Ａを演算する。更に、偏光素子２４によるテラヘルツ波の偏光方向θｐを順次変更させて、各偏光方向θｐについて、発振源２２から出力するテラヘルツ波の周波数ｆを順次変化させて樹脂成形品４０に照射して透過後のテラヘルツ波を検出器２６により検出し、テラヘルツ波の各偏光方向θｐ，各周波数ｆについての吸光度Ａを演算する。各偏光方向θｐ，各周波数ｆについての吸光度Ａを演算すると、偏光方向θｐが第１方向θｐ１のときの第１吸光度Ａ１と、偏光方向θｐが第１方向θｐ１とは所定角度Δθｐ（例えば、３０°や４５°，６０°，９０°）だけ異なる第２方向θｐ２のときの第２吸光度Ａ２と、の差分である吸光度差分ΔＡが最大値付近となる又は閾値より大きくなるように、第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとを定める。そして、定めた第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとについての第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価する。この評価としては、例えば、吸光度差分ΔＡが閾値ΔＡｒｅｆ以下のときには、樹脂成形品４０の内部の残留応力が許容範囲内である（比較的小さい）と判定し、吸光度差分ΔＡが閾値ΔＡｒｅｆより大きいときには、樹脂成形品４０の内部の残留応力が許容範囲外である（比較的大きい）と判定することができる。また、各偏光方向θｐについての吸光度Ａを用いて、複数の第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２（例えば、それぞれθｐｓｔ，θｐｓｔ＋３０°の場合やθｐｓｔ，θｐｓｔ＋６０°の場合，θｐｓｔ，θｐｓｔ＋９０°の場合，θｐｓｔ＋４５°，θｐｓｔ＋１３５°の場合など）についての吸光度差分ΔＡを演算することにより、樹脂成形品４０の内部の残留応力の方向や大きさを理論上定量化できるはずであるから、樹脂成形品４０の内部の残留応力の方��や大きさを検出（推定）することもできる。以下、このように樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価できる理由について説明する。
【００２２】
図２は、樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じていないときの樹脂の高分子の様子を示す説明図であり、図３は、樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じているときの樹脂の高分子の様子を示す説明図である。樹脂成形品４０は、その内部に残留応力が生じていないときには（生じていない部分では）、図２に示すように、高分子の配向方向がランダムとなっているが、内部に残留応力が生じているときには（生じている部分では）、その応力により、図３に示すように、内部に残留応力が生じていないときに比して高分子に配向性が生じている。したがって、樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じていないときには、吸光度差分ΔＡはそれほど大きくならないが、樹脂成形品４０の内部に残留応力が生じているときには、テラヘルツ波の偏光方向θｐと樹脂成形品４０の高分子の主な配向方向との関係（角度差）により、高分子の振動によるテラヘルツ波のエネルギの吸収の程度すなわち樹脂成形品４０の第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２に違いが生じ、吸光度差分ΔＡが大きくなり得る。このため、吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価することができるのである。これは、以下の実験により確認することができる。
【００２３】
実験に用いる樹脂成形品４０としては、内部の残留応力が比較的大きいと予測されるサンプル４０Ａと、内部の残留応力が比較的小さいと予測されるサンプル４０Ｂと、を準備した。図４は、サンプル４０Ａ，４０Ｂを射出成形する際の樹脂の主な流れを示す説明図である。サンプル４０Ａ，４０Ｂは、図４に示すように、加熱により液状となったポリプロピレンを、Ｘ方向（図中左右方向），Ｙ方向（図中手前奥方向），Ｚ方向（図中上下方向）の長さが値Ｌｘ，値Ｌｙ，値Ｌｚの空間を有する金型にゲート５０を介して射出して冷却することによって成形した。なお、この実験では、樹脂としては、ポリプロピレンを用いた。また、この実験では、値Ｌｘは８５ｍｍ、値Ｌｙは４０ｍｍ、値Ｌｚは２．５ｍｍ、金型温度は５０℃、液状の樹脂温度は２００℃とした。さらに、この実験では、サンプル４０Ａは、射出速度が２００ｍｍ／ｓｅｃで保圧が５０ＭＰａで成形し、サンプル４０Ｂは、射出速度が１２００ｍｍ／ｓｅｃで保圧が２０ＭＰａで成形した。一般的には、樹脂成形品４０の射出成形時の射出速度が大きいほど樹脂成形品４０の高分子が均等に配列され（高分子の配向方向がランダムになりやすく）、樹脂成形品４０の内部の残留応力が小さくなりやすい。このため、サンプル４０Ａの内部の残留応力は比較的大きく、サンプル４０Ｂの内部の残留応力は比較的小さいと予測される。
【００２４】
この実験では、上述のサンプル４０Ａ，４０Ｂに対して、上述の実施例の手法と、サンプル４０Ａ，４０Ｂに穿孔を行なったときに解放される応力を検出してサンプル４０Ａ，４０Ｂの内部の残留応力を評価する比較例の手法とを用いた。
【００２５】
実施例の手法では、サンプル４０Ａ，４０Ｂの射出成形時の樹脂の流れの方向からＸ方向（図４中左右方向）に応力が生じやすいと考えられることを踏まえて、サンプル４０Ａ，４０ＢのＸ方向，Ｙ方向をそれぞれ第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２とした。そして、発振源２２から出力するテラヘルツ波の周波数ｆを順次変化させて樹脂成形品４０の図４中上面の中央の照射予定位置（点線丸印部分）に照射し、検出器２６による検出結果を用いて、各周波数ｆについての第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の吸光度差分ΔＡを演算した。
【００２６】
図５は、比較例の残留応力評価方法の一例を示す説明図である。この図５は、図４のサンプル４０Ａ，４０Ｂを上側から見た図に相当する。比較例の手法は、サンプル４０Ａ，４０Ｂにおける穿孔用の穿孔部１４２（図４の照射予定位置に対応する位置）の周囲に３つの歪みセンサ１５０を取り付け、穿孔部１４２を樹脂成形品４０の手前側から奥側に徐々に穿孔したときに開放される応力による樹脂成形品４０の歪みを歪みセンサ１５０により検出し、歪みセンサ１５０による検出結果を用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力の大きさと方向とを評価する手法とした。
【００２７】
図６は、実施例の手法を用いて周波数ｆが１ＴＨｚ〜６ＴＨｚのテラヘルツ波をサンプル４０Ａ，４０Ｂに順次照射したときの実験結果である。図６中、横軸は、テラヘルツ波の周波数ｆであり、縦軸は、サンプル４０Ａ，４０Ｂの第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２である。図６から、サンプル４０Ｂについては、第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の相違がそれほど大きくない、即ち、吸光度差分ΔＡが比較的小さいことが分かる。これに対して、サンプル４０Ａについては、第２吸光度Ａ２が第１吸光度Ａ１より大きく、且つ、テラヘルツ波の周波数が４ＴＨｚ〜５ＴＨｚのときに吸光度差分ΔＡが特に大きいことが分かる。
【００２８】
図７は、比較例の手法を用いてサンプル４０Ａ，４０Ｂの穿孔を順次深くしたときの実験結果である。図７中、横軸は、穿孔の深さであり、縦軸は、サンプル４０Ａ，４０Ｂの内部の残留応力である。比較例の手法を用いた場合、残留応力の主方向は、サンプル４０Ａ，４０ＢでそれぞれＸ方向に対して２４．８°，４３．８°となった。図７から、穿孔深さが０〜０．８の領域で、サンプル４０Ａの内部の残留応力がサンプル４０Ｂの内部の残留応力より特に大きいことが分かる。
【００２９】
実施例の手法を用いた場合の実験結果である図６と比較例の手法を用いた場合の実験結果である図７とを比較すると、図６の吸光度差分ΔＡは、サンプル４０Ａ，４０Ｂの内部の残留応力の大きさと方向との影響により生じるものであると考えられる。即ち、図７でサンプル４０Ａの内部の残留応力が大きくなっていることに対応して、図６でサンプル４０Ａの吸光度差分ΔＡが大きくなっていると考えられる。したがって、吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価することができる。具体的には、図６を用いて考えれば、サンプル４０Ａの吸光度差分ΔＡが比較的大きくなる所定周波数（例えば４ＴＨｚ〜５ＴＨｚ程度の範囲内の周波数）において、吸光度差分ΔＡが閾値ΔＡｒｅｆ（例えば０．０５や０．０７，０．１など）以下のときには、樹脂成形品４０の内部の残留応力が許容範囲内である（比較的小さい）と判定し、吸光度差分ΔＡが閾値ΔＡｒｅｆより大きいときには、樹脂成形品４０の内部の残留応力が許容範囲外である（比較的大きい）と判定すればよい。そして、実施例の手法を用いることにより、比較例の手法とは異なり、樹脂成形品４０（サンプル４０Ａ，４０Ｂ）に穿孔を行なわずに即ち樹脂成形品４０を破壊せずにその内部の残留応力を評価することができる。また、この実施例の手法は、樹脂成形品４０の表面にＸ線を照射する手法に対しても、樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価することができるという点や装置をそれほど大規模にする必要がないという点，樹脂成形品４０を破壊しないという点などで有利である。
【００３０】
以上説明した実施例の残留応力評価装置２０によれば、偏光方向θｐが第１方向θｐ１のテラヘルツ波を樹脂成形品４０に照射したときの樹脂成形品４０の第１吸光度Ａ１と、偏光方向が第１方向θｐ１とは所定角度Δθｐだけ異なる第２方向θｐ２のテラヘルツ波を樹脂成形品４０に照射したときの樹脂成形品４０の第２吸光度Ａ２と、の差分である吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するから、樹脂成形品４０を破壊せずにその内部の残留応力を評価することができる。
【００３１】
なお、未知の樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価する場合など、評価に適した（第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の吸光度差分ΔＡが最大値付近となる又は閾値より大きくなる）第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとが分かっていない場合には、実施例のように、偏光素子２４によるテラヘルツ波の偏光方向θｐや発振源２２から出力する（樹脂成形品４０に照射する）テラヘルツ波の周波数ｆを順次変更することにより、評価に適した第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとを探索し、探索した第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するのが好ましい。これに対して、工場で大量生産の樹脂成形品４０の検品を行なう場合など、樹脂成形品４０の形状や樹脂の種類，成形時の樹脂の主な流れの方向などに応じて評価に適した第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとを予め把握している又は現在までに上述の手法により特定している場合には、その第１，第２偏光方向θｐ１，θｐ２と周波数ｆとを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価すればよい。
【００３２】
実施例の残留応力評価装置２０では、第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の差分である吸光度差分ΔＡを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するものとしたが、第１，第２吸光度Ａ１，Ａ２の比である吸光度比Ｒを用いて樹脂成形品４０の内部の残留応力を評価するものとしてもよい。
【００３３】
実施例の残留応力評価装置２０では、樹脂成形品４０に照射するテラヘルツ波の偏光方向θｐの調節は、アクチュエータ２５によって偏向素子２４の回転位置θｒを調節することにより行なうものとしたが、図示しないアクチュエータによって樹脂成形品４０の回転位置を調節することにより行なうものとしてもよい。この場合、例えば、樹脂成形品４０が載置される載置台の回転位置をアクチュエータによって調節することにより樹脂成形品４０の回転位置を調節する手法などが考えられる。
【００３４】
実施例の残留応力評価装置２０では、特に説明していないが、ミラー２３は、図示しないアクチュエータにより図１中左右方向や手前奥方向に走査可能に構成されるものとしてもよい。また、これに代えて、樹脂成形品４０が、図示しないアクチュエータにより図１中左右方向や手前奥方向に移動するものとしてもよい。これらの場合、ミラー２３を走査させたり樹脂成形品４０を移動させたりすることにより、樹脂成形品４０の複数の位置にテラヘルツ波を照射することができる。
【００３５】
実施例では、樹脂成形品４０の吸光度Ａの取得には、発振源２２と偏光素子２４と検出器２６とを有する残留応力評価装置２０を用いるものとしたが、これに限られず、周知のテラヘルツ時間領域分光法を採用した装置を用いるものとしてもよい。
【００３６】
実施例は、残留応力評価装置２０の形態について説明したが、残留応力評価方法の形態とするものとしてもよい。
【００３７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、発振源２２と偏光素子２４とが「照射手段」に相当し、コンピュータ３０が「評価手段」に相当する。
【００３８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、残留応力評価装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２０ 残留応力評価装置、２１  載置台、２２  発振源、２３  ミラー、２４  偏光素子、２５  アクチュエータ、２６  検出器、３０  コンピュータ、４０  樹脂成形品、４０Ａ，４０Ｂ  サンプル、５０  ゲート、１４２  穿孔部、１５０  歪みセンサ。
【図１】
2016014552.tif 000003
【図２】
2016014552.tif 000004
【図３】
2016014552.tif 000005
【図４】
2016014552.tif 000006
【図５】
2016014552.tif 000007
【図６】
2016014552.tif 000008
【図７】
2016014552.tif 000009