(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状試料を保持する駆動側ホルダーおよび固定側ホルダーと、シート状試料を湾曲させるように駆動側ホルダーを駆動する曲げ軌道生成手段とを有し、上記両ホルダーにシート状試料を保持させた状態で曲げ軌道生成手段により駆動側ホルダーを旋回駆動してシート状試料を湾曲させた際に、その反力によって揺動変位する固定側ホルダーの揺動変位角度を測定することによりシート状試料の曲げ特性を測定するシート状試料の曲げ特性測定装置であって、上記曲げ軌道生成手段に、駆動源により回転駆動される回転体と、この回転体により回転駆動されるとともに、この駆動力を上記駆動側ホルダーに伝達するベースプレートと、上記回転体およびベースプレートを回転自在に支持する第１支持部および第２支持部を有する支持軸と、回転軸を支点にして上記駆動側ホルダーを回動変位させる回動機構とを設け、上記第１支持部の軸線上にシート状試料の固定側基準点が位置するように固定側ホルダーを配設するとともに、第１支持部の軸線に対して第２支持部を偏心させ、この第２支持部を支点にして上記ベースプレートを回転させることにより駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させ、かつこのシート状試料の湾曲に対応させて上記回動機構により駆動側ホルダーを回動させてシート状試料の保持角度を変化させるように構成したことを特徴とするシート状試料の曲げ特性測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、上記回動機構に、ベースプレート上に取り付けられて駆動側ホルダーの回転軸に連結された第１ギアと、この第１ギアと同一のピッチ円径および歯数を有する第２ギアと、この第２ギアの回転を規制した状態でその軸線と直交する平面内で移動自在に支持するガイド機構とを設け、上記第１ギアと第２ギアとを噛合させた状態で上記ベースプレートを回転させて上記第２ギアを旋回させることにより、この第１ギアを回転駆動して駆動側ホルダーを回動させるように構成したことを特徴とするシート状試料の曲げ特性測定装置。
【請求項３】
請求項１記載または請求項２記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、固定側ホルダーを機体フレームに固定する固定軸を鋼線材によって形成し、駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させる際に生じる反力に応じ、上記固定軸を捩じり変位させることによって固定側ホルダーを揺動変位させるように構成したことを特徴とするシート状試料の曲げ特性測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、固定側ホルダーの揺動変位時に発生する振動を減衰させるダンパーを備えたことを特徴とするシート状試料の曲げ特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣服の製造工程における衣服の設計または型紙の設計に際して素材のドレープ性を評価する場合等に使用される装置であって、織物、不織布またはプラスチックフィルム等からなるシート状試料の曲げ特性を測定する曲げ特性測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開昭５０−８８９号公報に示されるように、試料の一端を固定チャックに固定するとともに、試料の他端を移動チャックに取り付け、この移動チャックを円形的な公転および自転をさせるように駆動機構により駆動して上記試料を湾曲させ、この試料が湾曲するのに応じて上記固定チャックに与えられる曲げモーメントを、移動チャックに連結させたトルク計によって検出することにより、試料の曲げ特性を測定するように構成された曲げ試験機が知られている。
【０００３】
上記公報に記載された従来の曲げ試験機は、図１０に示すように、機体に回転自在に支持された駆動軸６１と、この駆動軸６１の一端部に固定された腕７９と、この腕７９を駆動するレバー７７が設けられた角度検出器７５からなる駆動源と、上記駆動軸７１の他端部に突設されたクランク６２と、このクランク６２に垂設された軸杆６３と、この軸杆６３に固定された第１歯車６８と、上記クランク６２と平行に配設されて被駆動軸６４を支点に揺動変位するクランク６５と、このクランク６５に垂設された軸杆６６と、この軸杆６６と上記軸杆６３とを連結するロッド６７と、上記第１歯車６８に噛合するように軸杆６６に取り付けられて回転自在に支持された第２歯車６９と、この第２歯車６９と一体に形成された第３歯車７０と、この第３歯車７０と噛合するように上記軸杆６３に取り付けられて回転自在に支持された第４歯車７１と、この第４歯車７１に取り付けられた移動チャック７２と、トルク計７４を介して機体フレームに取り付けられた固定チャック７３とを有している。
【０００４】
そして、所定の試料長Ｃを有する試料６０の両端部を上記移動チャック７２および固定チャック７３に保持させた状態で、上記角度検出器７５により駆動軸６１を回転駆動して上記クランク６２および軸杆６３を揺動変位させ、この軸杆６３に支持された上記第４歯車７１上の移動チャック７２を、上記駆動軸６１を中点に公転させることにより、上記固定チャック７３との間で試料６０を円弧状に湾曲させている。また、上記軸杆６３の揺動変位に応じて第１歯車６８により第２，第３歯車６９，７０を回転駆動してその駆動力を第４歯車７１に伝達し、上記軸杆６３を支点にして第４歯車７１を自転させることにより、移動チャック７２による試料の保持方向を上記試料６０の湾曲に対応させて変位させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように駆動軸６１の回転駆動力をクランク６２によって上記軸杆６３に伝達し、駆動軸６１を支点に軸杆６３を揺動変位させて移動チャック７２を公転させることにより試料６０を円弧状に湾曲させるように構成した場合には、この試料６０が湾曲するのに応じて上記移動チャック７２と固定チャック７３との間隔を次第に狭めるようにしなければならない。上記従来の試料曲げ試験機では、両チャック７２，７３の間に保持された試料６０の長さＣを上記クランク６２の長さ（１−α）Ｃよりも長く設定することにより、このクランク６２の揺動変位に応じて移動チャック７２を固定チャック７３に接近させるようにしているが、このように構成した場合には、試料長Ｃを短くすることができないという問題がある。
【０００６】
すなわち、機械の精度上の問題等から上記クランク６２の長さ（１−α）Ｃを極端に短くすることができないので、上記試料長Ｃを少なくとも１０〜３０ｍｍ程度に設定する必要がある。この試料長Ｃが大きいと、これを湾曲させる場合にその曲率を大きくすることが困難となるため、従来の曲げ試験機により測定可能な曲げ特性は、曲率が−２．５〜２．５／ｃｍ程度の範囲内に制限されていた。したがって、従来の試験機によって曲げ特性を測定することができる素材は、曲げ剛性が比較的大きな羊毛や綿布等に限定され、ポリエステル等の柔軟な素材からなる試料の曲げ特性を正確に測定することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、試料を適正状態で保持しつつ大きな曲率で湾曲させてその曲げ特性を正確に測定することができるシート状試料の曲げ特性測定装置に関するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、シート状試料を保持する駆動側ホルダーおよび固定側ホルダーと、シート状試料を湾曲させるように駆動側ホルダーを駆動する曲げ軌道生成手段とを有し、上記両ホルダーにシート状試料を保持させた状態で曲げ軌道生成手段により駆動側ホルダーを旋回駆動してシート状試料を湾曲させた際に、その反力によって揺動変位する固定側ホルダーの揺動変位角度を測定することによりシート状試料の曲げ特性を測定するシート状試料の曲げ特性測定装置であって、上記曲げ軌道生成手段に、駆動源により回転駆動される回転体と、この回転体により回転駆動されるとともに、この駆動力を上記駆動側ホルダーに伝達するベースプレートと、上記回転体およびベースプレートを回転自在に支持する第１支持部および第２支持部を有する支持軸と、回転軸を支点にして上記駆動側ホルダーを回動変位させる回動機構とを設け、上記第１支持部の軸線上にシート状試料の固定側基準点が位置するように固定側ホルダーを配設するとともに、第１支持部の軸線に対して第２支持部を偏心させ、この第２支持部を支点にして上記ベースプレートを回転させることにより駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させ、かつこのシート状試料の湾曲に対応させて上記回動機構により駆動側ホルダーを回動させてシート状試料の保持角度を変化させるように構成したものである。
【０００９】
上記構成によれば、駆動源によって回転駆動される回転体の駆動力がベースプレートに伝達されると、このベースプレートが支持軸の第２支持部を支点にして回転することにより、この第２支持部の軸心を中心に駆動側ホルダーが旋回するとともに、これに伴って上記支持軸の第１支持部の軸心上に配設された固定側ホルダーと、ベースプレート上に設置された駆動側ホルダーとの間隔が変化して上記シート状試料が円弧状に湾曲し、かつこのシート状試料が湾曲するのに応じ、上記回動機構によって駆動側ホルダーが回転駆動されることによりシート状試料の保持角度が調節される。そして、上記シート状試料を湾曲させた際に、その反力によって揺動変位する固定側ホルダーの揺動変位角度が測定され、この揺動変位角度の測定値に基づいてシート状試料の曲げ特性を測定されることになる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、上記回動機構に、ベースプレート上に取り付けられて駆動側ホルダーの回転軸に連結された第１ギアと、この第１ギアと同一のピッチ円径および歯数を有する第２ギアと、この第２ギアの回転を規制した状態でその軸線と直交する平面内で移動自在に支持するガイド機構とを設け、上記第１ギアと第２ギアとを噛合させた状態で上記ベースプレートを回転させて上記第２ギアを旋回させることにより、この第１ギアを回転駆動して駆動側ホルダーを回動させるように構成したものである。
【００１１】
上記構成によれば、駆動源の駆動力によりベースプレートを回転させて駆動側ホルダーを旋回させる際に、上記第２ギアが第１ギアの回りを旋回して、この第１ギアが回転駆動されるとともに、この第１ギアに連結された上記駆動側ホルダーが回動して上記シート状試料の保持角度が適正角度に調節されることになる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、上記請求項１記載または請求項２記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、固定側ホルダーを機体フレームに固定する固定軸を鋼線材によって形成し、駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させる際に生じる反力に応じ、上記固定軸を捩じり変位させることによって固定側ホルダーを揺動変位させるように構成したものである。
【００１３】
上記構成によれば、駆動源の駆動力に応じて作動する曲げ軌道生成機構により駆動側ホルダーが駆動されると、この駆動側ホルダーと固定側ホルダーとによって保持されたシート状試料が強制的に曲げられるとともに、その反力に応じて上記固定軸が捩じられて固定側ホルダーが揺動変位することになる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載のシート状試料の曲げ特性測定装置において、固定側ホルダーの揺動変位時に発生する振動を減衰させるダンパーを備えたものである。
【００１５】
上記構成によれば、曲げ特性の測定時に、固定側ホルダーを揺動変位させるように作用する慣性力が上記ダンパーによって吸収されることにより、固定側ホルダーの振動が効果的に減衰されることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るシート状試料の曲げ特性測定装置の実施形態を示している。この曲げ特性測定装置は、駆動源となる減速機付きのサーボモータ１と、このサーボモータ１の駆動力を上下一対の駆動軸２，３に伝達するチェーン伝動機構４と、このチェーン伝動機構４から入力された駆動力を上下一対の回転軸５，６に伝達する曲げ軌道生成機構７，８と、上記回転軸５，６間に設置された曲げ力伝達フレーム９と、この曲げ力伝達フレーム９に取り付けられてシート状試料１０の一側辺部を保持する駆動側ホルダー１１と、上記シート状試料１０の他側辺部を保持する固定側ホルダー１２と、この固定側ホルダー１２を支持する支持フレーム１３と、この支持フレーム１３の下端部を保持する下方保持部１４と、支持フレーム１３の上方に突設された鋼線材からなる所定長さの固定軸１５と、この固定軸１５の上端部を保持する上方保持部１６と、上方の駆動軸２の回転角度を検出するロータリエンコーダ１７と、上記支持フレーム１３の上端部の揺動変位量を検出するギャップセンサ１８とを有している。
【００１７】
上記曲げ力伝達フレーム９の上下に配設された曲げ軌道生成機構７，８は、各構成部材が上下対称に設置されている点を除いて同一の構造を有しているため、下方の曲げ軌道生成機構８の構造を図２および図３に基づいて説明し、上方の曲げ軌道生成機構７についてはその説明を省略する。上記曲げ軌道生成機構８は、機体フレームの底板上に固定された支持軸１９と、この支持軸１９の下部に設けられた第１支持部１９ａにベアリング２０を介して回転自在に支持された回転体２１と、この回転体２１に固定されたウォームホイール２２とを有している。そして、このウォームホイール２２が上記駆動軸３に設けられたウォームギア３ａによって駆動されることにより、支持軸１９の第１支持部１９ａを支点にして上記回転体２１が回転するようになっている。
【００１８】
上記支持軸１９の第１支持部１９ａは、その軸線が上記支持フレーム１３の下方保持部１４および上方保持部１６の軸線Ｏと同一線上に配設されるとともに、固定側ホルダー１２の先端部からなるシート状試料１０の固定側基準点と同一線上に配設されている。また、上記支持軸１９の上部には、ベースプレート２３がベアリング２４を介して回転自在に支持される第２支持部１９ｂが設けられ、この第２支持部１９ｂの軸心Ｐと、上記第１支持部１９ａの軸線Ｏとが、図２の左右方向（以下Ｘ方向という）に０．２９７４ｍｍだけ偏心した位置に配設されている。
【００１９】
上記ベースプレート２３には、長孔からなるガイド溝２６，２６が形成され、このガイド溝２６，２６に、上記回転体２１に突設された一対のガイドピン２５，２５が嵌入されることにより、上記回転体２１とベースプレート２３とが連結されている。そして、上記回転体２１が回転した場合に、この回転力が上記ガイドピン２５，２５を介してベースプレート２３に伝達されることにより、このベースプレート２３が上記支持軸１９の第２支持部１９ｂを中心に回転するようになっている。
【００２０】
また、上記ベースプレート２３の上面には、曲げ力伝達フレーム９の下端部に連結された回転軸６を保持する保持部材２８と、この回転軸６を回転させて曲げ力伝達フレーム９および上記駆動側ホルダー１１を回動変位させる回動機構２９とが取り付けられている。上記保持部材２８は、ベースプレート２３上に固定された第１支持軸３０と、この第１支持軸３０にベアリング３１を介して支持された第１ベアリングケース３２と、この第１ベアリングケース３２の上部に取り付けられた軸受部３３とからなり、この軸受部３３によって上記回転軸６が保持されている。この回転軸６および上記第１支持軸３０は、ベースプレート２３が基準位置にセットされて上記保持部材２８と回動機構２９とがＸ方向に配設された状態で、上記支持軸１９の第１支持部１９ａの軸線Ｏに対して１．００００ｍｍだけＸ方向に偏心した位置に、上記回転軸６および第１支持軸３０の軸線Ｑが配設されるように構成されている（図５参照）。
【００２１】
上記回動機構２９は、保持部材２８の第１ベアリングケース３２に固着されることによって上記曲げ力伝達フレーム９の回転軸６に連結された平歯車からなる第１ギア３４と、この第１ギア３４と同一のピッチ円径および歯数を有する第２ギア３５と、この第２ギア３５が固定された第２ベアリングケース３６と、この第２ベアリングケース３６を回転自在に支持するベアリング３７および第２支持軸３８とを有し、この第２支持軸３８が上記ベースプレート２３の上面に固定されることにより、上記第１ギア３４と第２ギア３５とが噛合した状態で上記ベースプレート２３上に設置されている。
【００２２】
上記第２ギア３５は、この第２ギア３５の下面に固着されてＸ方向に伸びるスライドバー３９と、このスライドバー３９をスライド自在に支持するスライドブッシュ４０とからなる第１ガイド機構４１により、Ｘ方向にスライド自在に支持されている。また、上記スライドブッシュ４０の下面に固着されたスライドブロック４２と、図２の紙面と直行する方向（以下Ｙ方向という）伸びるガイドレール４３とからなる第２ガイド機構５５により、上記第２ギア３５がＹ方向にスライド自在に支持されている。これによって上記第２ギア３５は、機体フレームに対して回転変位することが規制された状態で、第２ギア３５の軸線と直交する平面（水平面）内において任意の方向に移動可能なように支持されている。
【００２３】
そして、上記回転体２１によってベースプレート２３が回転駆動されるのに応じ、上記曲げ力伝達フレーム９および駆動側ホルダー１１が上記支持軸１９の第１支持部１９ｂを支点に旋回駆動されるとともに、上記第１，第２ガイド機構４１，５５によって支持された第２ギア３５が、上記保持部材２８の第１ベアリングケース３２に取り付けられた第１ギア３４の回りを旋回することにより、この第１ギア３４が上記第２ギア３５によって回転駆動され、上記曲げ力伝達フレーム９および駆動側ホルダー１１が第１支持軸３０を支点にして回転駆動されるようになっている。
【００２４】
上記曲げ力伝達フレーム９は、上下両端部が上記回転軸５，６によって揺動自在に支持されたプレート材からなり、この曲げ力伝達フレーム９に上記駆動側ホルダー１１が取り付けられている。この駆動側ホルダー１１は、鋼板材からなる上下一対の把持プレートと、この把持プレートの少なくとも一方を支持ピンを支点にして揺動自在に支持するとともに、図外のばね部材によってシート状試料１０の把持方向に把持プレートを付勢することにより、シート状試料１０の一側辺部を上記両把持プレートによって挟持するように構成されている。また、上記駆動側ホルダー１１の先端部からなるシート状試料１０の駆動側基準点が上記回転軸６および第１支持軸３０の軸線Ｑ上に配設されている。
【００２５】
上記支持フレーム１３は、下端部が下方保持部１４によって機体フレームに支持されるとともに、上端部が上記固定軸１５および上方保持部１６によって支持されたプレート材からなり、この支持フレーム１３に上記固定側ホルダー１２が取り付けられている。この固定側ホルダー１２は、上記駆動側ホルダー１１と同一の構成を有する一対の把持プレートからなり、この両把持プレートによってシート状試料１０の他側辺部を把持するように構成されている。
【００２６】
また、上記固定側ホルダー１２によって挟持されたシート状試料１０の固定側基準点が、上記下方保持部１４および固定軸１５の軸線上に位置するように固定側ホルダー１２が配設されるとともに、上記固定軸１５の軸線が上記支持軸１９の下方軸１９ａの軸線Ｏと同一線上に位置するように配設されている。そしてベースプレート２６が上記基準位置にセットされた状態において、上記駆動側ホルダー１１の先端部と、固定側ホルダー１２の先端部とが相対向してＸ方向に伸びる線上に位置するように、両ホルダ１１，１２の取付位置が設定されている。
【００２７】
上記ギャップセンサ１８は、図１に示すように、支持フレーム１３の上端部から固定軸１５と直交する方向に突設されたターゲット４４の先端部に対向するように設置され、上記ターゲット４４との間の間隙を検出して、この検出信号を下記の曲げ特性測定手段４６に出力するように構成されている。この曲げ特性測定手段４６は、図４に示すように、上記ギャップセンサ１８の検出信号に応じて上記支持フレーム１３および固定側ホルダー１２の揺動変位角を測定する揺動角度測定手段４７と、この揺動変位角度の測定値に基づいて上記シート状試料１０を湾曲させた場合に生じる曲げモーメントを測定する曲げモーメント測定手段４８とを有し、この曲げモーメントの測定値を表示部４９において表示させるように構成されている。
【００２８】
すなわち、後述するようにサーボモータ１の駆動力に応じて作動する曲げ軌道生成機構７，８により曲げ力伝達フレーム９が駆動されると、上記駆動側ホルダー１１と固定側ホルダー１２とによって保持されたシート状試料１０が強制的に曲げられるとともに、その反力に応じて上記固定軸１７が捩じられて支持フレーム１３が揺動変位する。したがって、この支持フレーム１３の揺動変位角度を上記ギャップセンサ４５によって検出することにより、上記シート状試料１０を曲げ変形させた場合に生じる曲げモーメントの大きさを曲げ特性測定手段４６において測定することができる。
【００２９】
また、上記曲げ特性測定手段４６には、駆動軸２の回転角度を検出するロータリエンコーダ１７から出力される検出信号に応じて曲げ力伝達フレーム９および駆動側ホルダー１１を旋回させるベースプレート２３の回転角度を測定する回転角度測定手段４９が設けられ、この回転角度測定手段４９によって測定されたベースプレート２３の回転角度と、上記曲げ特性測定手段４６によって測定された曲げモーメントの大きさとに基づき、上記回転角度に対応した曲げモーメントの変化状態がグラフとして表示部４９において表示されるようになっている（図７参照）。
【００３０】
上記構成において、図１に示すように、直径１０ｃｍ程度の円形に形成されたシート状試料１０の中央部左右を、上記基準位置に設定された駆動側ホルダー１１および固定側ホルダー１２にそれぞれ保持させた状態で、上記サーボモータ１を駆動してその駆動力をチェーン伝動機構４により上下の駆動軸２，３に伝達することにより、この駆動軸２，３に設けられたウォームギア３ａによって上記曲げ力生成機構７，８の支持軸１９に支持されたウォームホイール２２および回転体２１が第１支持部１９ａの軸線Ｏを中心に回転駆動される（図２，３参照）。
【００３１】
また、上記回転体２１の回転力がピン２５，２５を介してベースプレート２３に伝達されることにより、このベースプレート２３が上記支持軸１９の第２支持部１９ｂを支点にして回転駆動される。そして、この第２支持部１９ｂの軸線Ｐが、上記第１支持部１９ａの軸線ＯからＸ方向に０．２９７４ｍｍだけ偏心しているとともに、上記ベースプレート２３に取り付けられた保持部材２８の第１軸３０および回転軸６の軸線Ｑが、上記軸線ＯからＸ方向に１．００００ｍｍだけ偏心しているため、上記ベースプレート２３の回転に応じて第１軸３０および回転軸６が上記軸線Ｐを中心に旋回する。
【００３２】
さらに、上記ベースプレート２３の回転に伴って第２ギア３５が第１ギア３４の回りを旋回することにより、この第１ギア３４がベースプレート２３の回転角度に対応した角度だけ上記第２ギア３５によって回転駆動されるとともに、第１ギア３４に連結された上記保持部材２８および曲げ力伝達フレーム９が上記第１支持軸３０が回転する。なお、上記第２ギア３５は、支持軸１９の第２支持部１９ｂを支点としたベースプレート２３の回転に応じ、上記第１，第２ガイド機構４１，５５によって支持されつつ、上記第２支持部１９ｂの軸心Ｐを支点にした旋回運動を行う。
【００３３】
そして、上記回転軸６の旋回に伴い、その軸線Ｑ上に配設された駆動側ホルダー１１の先端部からなるシート状試料１０の駆動側基準点が、図５に示すように、上記軸線Ｏ上に配設された固定側ホルダー１２に次第に接近するように、上記第２支持部１９ｂの軸線Ｐを中心に旋回し、かつ上記第１ギア３４の回転に伴って曲げ力伝達フレーム９上の駆動側ホルダー１１の設置角度が変化することにより、仮想線で示す基準位置において、上記駆動側ホルダ１１および固定側ホルダー１２とによって直線状に保持された上記シート状試料１０が、図５に実線で示すように、中心角度θを有する円弧状に曲げられることになる。
【００３４】
例えば、上記ベースプレート２３を基準位置から図の時計方向に９０°回転させると、図６に示すように、上記軸線Ｑが０．３６３４ｍｍだけ軸線Ｏに接近するため、この軸線Ｏ上に位置する固定側ホルダー１２の先端部と、上記軸線Ｑ上に位置する駆動側ホルダー１１の先端部との間隔が１．００００ｍｍから０．６３６６ｍｍに変化して、両ホルダー１１，１２間に保持されたシート状試料１０が、半径３．１８３ｍｍ（円弧長約１ｍｍ）の半円形に湾曲する。また、上記第１ギア３４が第２ギア３５によって回転駆動されるのに応じ、駆動側ホルダー１１がさらに９０°だけ時計方向に回転駆動されることにより、上記駆動側ホルダー１１が固定側ホルダー１２と並列状態となり、半円形に湾曲したシート状試料１０が上記両ホルダー１１，１２によって適正状態に保持されることになる。
【００３５】
そして、上記シート状試料１０を強制的に湾曲させることにより生じる反力が支持フレーム１３を介して固定軸１５に伝達され、この固定軸１５が捩じり変位して上記支持フレーム１３および固定側ホルダー１２が揺動変位するため、この固定側ホルダー１２の揺動角度が、上記ギャップセンサ１８の検出信号に基づいて測定される。また、上記揺動角度の測定値に基づき、上記シート状試料１０の曲げ変形に対応して生じる曲げモーメントが上記曲げ特性測定手段４６において測定され、この曲げモーメントが上記表示部５０において表示される。
【００３６】
例えば、上記ベースプレート２３の回転角度を、−５０°から＋５０°の範囲に設定して、綿布からなるシート状試料１０の曲げ中心角度θが−１００°から１００°の範囲内で変化するように、上記シート状試料１０を湾曲させた際に生じる上記曲げモーメントの値を、上記ベースプレート２３の回転角度およびシート状試料１０の曲げ中心角度θに対応させて測定した場合に、図７に示すようなデータが得られた。また、上記シート状試料１０の設置角度を変化させて上記実験を繰り返すことにより、シート状試料１０の詳細な曲げ特性データが得られることになる。すなわち、上記綿布の縦糸方向、横糸方向およびバイアス方向にシート状試料１０を設置してそれぞれの曲げ特性を測定した後、直交異方性板理論を当てはめる等により、任意の方向の非線型な曲げ特性を補間演算することができる。
【００３７】
上記のようにサーボモータ１の駆動力により回転駆動される回転体２１と、この回転体２１により回転駆動されるとともに、この駆動力を駆動側ホルダー１１に伝達するベースプレート２３と、上記回転体２１およびベースプレート２３を回転自在に支持する第１支持部１９ａおよび第２支持部１９ｂを有する支持軸１９と、回転軸５，６を支点にして上記駆動側ホルダー１１を回動変位させる回動機構２９とを備えた曲げ軌道生成手段７，８を設け、上記第１支持部１９ａの軸線Ｏ上にシート状試料１０の固定側基準点が位置するように固定側ホルダー１２を配設するとともに、上記第１支持部１９ａの軸線Ｏに対して第２支持部１９ｂの軸線Ｐを偏心させ、この第２支持部１９ｂを支点にして上記ベースプレート２３の回転させることにより、駆動側ホルダー１１を旋回させて上記シート状試料１０を円弧状に湾曲させ、かつこのシート状試料１０の湾曲に対応させて駆動側ホルダー１１を上記回動機構２９によって回動させることによりシート状試料１０の保持角度を変化させるように構成したたため、このシート状試料１０を上記両ホルダー１１，１２によって適正状態で保持しつつ、大きな曲率で湾曲させて試料１０の曲げ特性を正確に測定することができる。
【００３８】
すなわち、上記ベースプレート２３の回動支点となる第２支持部１９ｂの軸心Ｐを、回転体２１の回動中心となる第１支持部１９ａの軸線Ｏに対して所定距離（０．２９７４ｍｍ）だけ偏心させることにより、上記ベースプレート２３を上記第１支持部１９ｂを支点に回転させる際に、上記ベースプレート２３に取り付けられた駆動側ホルダー１１を、上記偏心距離（０．２９７４ｍｍ）に対応させて移動させることにより、上記回転軸６の軸線Ｑ上に配設された上記シート状試料１０の駆動側基準点を上記軸心Ｏに接近させてこのシート状試料１０を円弧状に湾曲させるように構成したため、クランクを使用した従来装置のように試料の保持間隔を１０ｍｍ以上に設定する必要はなく、この保持間隔を著しく小さくしてシート状試料１０を大きな曲率で湾曲させることができる。
【００３９】
例えば、上記実施形態に示すように、支持軸１９の第１支持部１９ａに対する第２支持部１９ｂの偏心量を０．２９７４ｍｍに設定するとともに、上記駆動側ホルダー１１と固定側ホルダー１２との間に保持されたシート状試料１０の保持間隔を１．００００ｍｍに設定し、曲げ軌道生成手段７，８によりベースプレート２３を９０°回転させた場合には、曲げ中心角度θが１８０°となる半円形にシート状試料１０を曲げることにより、０．３１８３ｍｍの曲率半径、つまり約３０／ｃｍ程度の曲率を有する円弧状に上記シート状試料１０を湾曲させることができる。
【００４０】
したがって、従来装置のように、曲げ特性を測定可能な素材が曲げ剛性の大きなものに限定されることなく、ポリエステル等の柔軟な素材からなるシート状試料１０の曲げ特性を、上記曲げ特性測定装置によって正確に測定することができ、この測定値に基づいて上記素材を使用して衣服を製造した場合のドレープ特性等を適正に予想することができる。また、このドレープ特性に基づいて衣服を設計した場合の風合い等を容易かつ正確に検証することができる。
【００４１】
特に、上記実施形態に示すように、シート状試料１０を湾曲させた場合に生じるる曲げーモーメントを、上記ベースプレート２３の回転角度に対応したシート状試料１０の曲げ中心角度θと関連させて表示部４９に表示するように構成した場合には、上記ドレープ特性および衣服の風合いを適正に検証することができる。なお、本発明に係る曲げ特性測定装置は、衣服用の生地に限定されることなく、化学工業、土木、建築また、機械分野等において使用されるシート材からなる試料の曲げ特性を測定する装置としても使用可能である。
【００４２】
また、上記実施形態に示すように、ベースプレート２３上に取り付けられて駆動側ホルダー１１の回転軸５，６に連結された第１ギア３４と、この第１ギア３４と同一のピッチ円径および歯数を有する第２ギア３５と、この第２ギア３４の回転を規制した状態でその軸線と直交する平面内で移動自在に支持する上記第１ガイド機構４１および第２ガイド機構５５とを有する回動機構２９を設け、上記第１ギア３４と第２ギア３５とを噛合させた状態で上記ベースプレート２３を回転駆動して、上記第２ギア３５を第１ギア３４に沿って旋回させることにより、この第１ギア３４を回転させて駆動側ホルダー１２を回動させるように構成した場合には、上記シート状試料１０の曲げ変形に対応させて駆動側ホルダー１１を回動させる際に、上記曲げ軌道生成手段７，８によって旋回駆動されるベースプレート２３の旋回角度と同一の角度で、上記曲げ力伝達フレーム９および駆動側ホルダー１１を上記回動機構２９によって回動させることができる。そして、これに応じてシート状試料１０の駆動側部を保持する上記駆動側ホルダー１１の保持角度を、シート状試料１０の接線方向に正確に一致させるように上記駆動側ホルダー１１を変位させることができる。
【００４３】
すなわち、上記シート状試料１０の接線方向に、駆動側ホルダー１１の保持角度を完全に一致させた純曲げ状態におけるシート状試料１０の円周長と、このシート状試料１０を保持する上記駆動側ホルダー１０および固定側ホルダー１２の先端部間の距離との理論上の偏差を求めるとともに、この理論上の偏差と、上記構成の曲げ特性測定装置によってシート状試料１０を実際に湾曲させた場合における上記偏差との誤差を測定したところ、図８に示すようなデータが得られた。このデータから、曲げ特性測定装置を上記のように構成した場合には、上記誤差を０．０１ｍｍ以下に押え得ることが確認された。
【００４４】
また、上記実施形態では、固定側ホルダー１２の上端部を機体フレームに固定する固定軸１５を一定の弾性係数を有する鋼線材によって形成し、上記駆動側ホルダー１１を旋回させてシート状試料１０を円弧状に湾曲させる際に生じる反力に応じ、上記鋼線材からなる固定軸１５を捩じり変形させることによって固定側ホルダー１２を揺動変位させるように構成した場合には、上記固定軸１５の捩じれ角を、固定側ホルダー１２の揺動角度に正確に対応させて変化させることができるため、上記固定側ホルダー１２の揺動角度を測定することにより、上記シート状試料１０を湾曲させた場合における復元モーメントからなる上記反力を正確に測定することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、サーボモータ１からなる駆動源の駆動力をチェーン伝動機構４によって上下の駆動軸２，３および曲げ軌道生成機構７，８に伝達し、この曲げ軌道生成機構７，８によって上記曲げ力伝達フレーム９の上下両端部を駆動することにより、駆動側ホルダー１１を旋回させるように構成したため、所定の長さを有する駆動ホルダー１１を適正に駆動することができる。
【００４６】
さらに、上記実施形態に示すように、円形に形成されたシート状試料１０の曲げ特性を測定するように構成した場合には、上記駆動側ホルダー１１および固定側ホルダー１２に対するシート状試料１０の取付方向に変化させることにより、一つのシート状試料１０を使用して各種の方向の曲げ特性を正確に測定することができる。
【００４７】
また、上記駆動側ホルダー１１を旋回させてシート状試料１０を円弧状に湾曲させる際に生じる反力により固定側ホルダー１２が振動するのを抑制するため、図９に示すように、固定側ホルダー１２を支持する支持フレーム１３の上端部に突設されたパドル５１と、シリコンオイル等の粘性液体５２が収容されるとともに、上記パドル５１が浸漬された収容タンク５３とからなるダンパー５４を設けた構造としてもよい。このように構成した場合には、上記曲げ特性の測定時に、固定側ホルダー１２を揺動変位させるように作用する慣性力を上記ダンパー５４によって吸収することにより、固定側ホルダー１２の振動を効果的に減衰させることができるため、この振動に起因した測定誤差が生じるのを効果的に抑制することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明は、駆動源により回転駆動される回転体と、この回転体により回転駆動されるとともに、この駆動力を上記駆動側ホルダーに伝達するベースプレートと、上記回転体およびベースプレートを回転自在に支持する第１支持部および第２支持部を有する支持軸と、回転軸を支点にして上記駆動側ホルダーを回動変位させる回動機構とを備えた曲げ軌道生成機構を設け、上記第１支持部の軸線上にシート状試料の固定側基準点が位置するように固定側ホルダーを配設するとともに、第１支持部の軸線に対して第２支持部を偏心させ、この第２支持部を支点にして上記ベースプレートを回転させることにより駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させ、かつこのシート状試料の湾曲に対応させて上記回動機構により駆動側ホルダーを回動させてシート状試料の保持角度を変化させるように構成したため、このシート状試料を上記両ホルダーによって適正状態で保持しつつ、大きな曲率で湾曲させてその曲げ特性を正確に測定することができる。
【００４９】
したがって、従来装置のように、曲げ特性を測定できる素材が曲げ剛性の大きなものに限定されることなく、ポリエステル等の柔軟な生地からなるシート状試料の曲げ特性を正確に測定することができ、この測定値に基づいて上記素材を使用して衣服を製造した場合のドレープ特性等を適正に予想できるとともに、このドレープ特性に基づいて衣服を設計した場合の風合い等を容易かつ正確に検証できる等の利点がある。
【００５０】
また、請求項２に係る発明は、上記回動機構に、ベースプレート上に取り付けられて駆動側ホルダーの回転軸に連結された第１ギアと、この第１ギアと同一のピッチ円径および歯数を有する第２ギアと、この第２ギアの回転を規制した状態でその軸線と直交する平面内で移動自在に支持するガイド機構とを設け、上記第１ギアと第２ギアとを噛合させた状態で上記ベースプレートを回転駆動して上記第２ギアを旋回させることにより、この第１ギアを回転させて駆動側ホルダーを回動変位させるように構成したため、シート状試料の曲げ変形に対応させて駆動側ホルダーを回動させる際に、上記曲げ軌道生成手段によって旋回駆動されるベースプレートの旋回角度と同一の角度で、上記曲げ力伝達フレームおよび駆動側ホルダーを上記回動機構によって回動させることができるとともに、これによってシート状試料の駆動側部を保持する上記駆動側ホルダーの保持角度を、シート状試料の接線方向に正確に一致させてこのシート状試料を純曲げに近い状態で保持することができる。
【００５１】
また、請求項３に係る発明は、固定側ホルダーを機体フレームに固定する固定軸を鋼線材によって形成し、駆動側ホルダーを旋回させて上記シート状試料を円弧状に湾曲させる際に生じる反力に応じ、上記固定軸を捩じり変位させることによって固定側ホルダーを揺動変位させるように構成したため、上記固定側ホルダーの揺動角度を測定することにより、上記シート状試料を湾曲させた場合における復元モーメントからなる上記反力を正確に測定して試料の曲げ特性を適正に測定することができる。
【００５２】
また、請求項４に係る発明は、固定側ホルダーの揺動変位時に発生する振動を減衰させるダンパーを設けたため、シート状試料の曲げ特性を測定する際に、固定側ホルダーを揺動変位させるように作用する慣性力を上記ダンパーによって吸収することにより、駆動側ホルダーの振動を効果的に減衰させ、この振動に起因した測定誤差が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る曲げ特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】曲げ軌道生成機構の具体的構成を示す断面図である。
【図３】曲げ軌道生成機構の具体的構成を示す平面図である。
【図４】曲げ特性測定手段の機能的な構成を示すブロック図である。
【図５】シート状試料の湾曲状態を示す説明図である。
【図６】シート状試料の湾曲状態を示す説明図である。
【図７】シート状試料に生じる曲げモーメントと曲げ角度との対応関係を示すグラフである。
【図８】シート状試料の純曲げ状態と、実際にシート状試料を湾曲させた状態と誤差の変化状態を示すグラフである。
【図９】ダンパーの具体的構成を示す断面図である。
【図１０】曲げ特性測定装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  サーボモータ（駆動源）
７，８  曲げ軌道生成機構
１０  シート状試料
１１  駆動側ホルダ
１２  固定側ホルダー
１５  固定軸
１９  支持軸
１９ａ  第１支持部
１９ｂ  第２支持部
２１  回転体
２３  ベースプレート
２９  回動機構
３４  第１ギア
３５  第２ギア
４１  第１ガイド機構
５４  ダンパー
５５  第２ガイド機構
【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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【図９】
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【図１０】
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