JP6182055B2 - Method for observing deformation of elastic materials - Google Patents
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Description
本発明は、弾性材料の変形の観察方法に関し、詳しくは、動的な変形状態にある弾性材料の観察方法に関する。 The present invention relates to a method for observing deformation of an elastic material, and more particularly, to a method for observing an elastic material in a dynamically deformed state.
下記特許文献１は、摩擦材の内部に放射光を透過させて、摩擦材の内部に関する影像を取得する観察方法が開示されている。しかしながら、この方法は、例えば、摩擦材が周期的な変形をしている場合、その１瞬間の変形状態を観察することについては、何も教えていない。 Patent Document 1 below discloses an observation method in which a radiation image is transmitted through a friction material to obtain an image related to the inside of the friction material. However, this method does not teach anything about, for example, observing the instantaneous deformation state when the friction material is periodically deformed.
本発明は、周期的に変形している弾性材料について、その特定の変形状態（変形瞬間）を観察することができる弾性材料の観察方法を提供することを主たる目的としている。 The main object of the present invention is to provide an elastic material observation method capable of observing a specific deformation state (deformation instant) of an elastic material that is periodically deformed.
本発明は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の変形を観察するための方法であって、前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する撮影工程と、前記投影像から前記弾性材料の三次元像を構成する工程と、前記三次元像を観察する工程とを含み、前記撮影工程は、弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形工程と、前記１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する工程と、前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の前記投影像を撮影する工程とを、前記各撮影位置で行うことを特徴とする。 The present invention is a method for observing deformation of an elastic material including rubber or an elastomer, and a projection image of at least a part of the elastic material from the direction orthogonal to an arbitrary axis of the elastic material A photographing step of photographing at a plurality of surrounding photographing positions, a step of constructing a three-dimensional image of the elastic material from the projection image, and a step of observing the three-dimensional image, wherein the photographing step includes the elastic material A step of deforming at a predetermined cycle, a step of outputting a photographing signal at a predetermined specific timing in the one cycle, and photographing the projection image of the elastic material based on the photographing signal. The step is performed at each of the photographing positions.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記変形工程は、前記弾性材料を被当接面に押し付ける第１押圧具により行われるのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, it is preferable that the deformation step is performed by a first pressing tool that presses the elastic material against a contacted surface.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記第１押圧具は、回転する出力軸を有する電動機と、前記出力軸の回転運動を直線往復運動に変換する変換具と、前記変換具に連結されかつ前記弾性材料を保持するホルダーとを含むのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the first pressing tool includes an electric motor having a rotating output shaft, a converter that converts the rotational motion of the output shaft into a linear reciprocating motion, and the converter. And a holder for holding the elastic material.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記撮影信号を出力する工程は、前記弾性材料の直線往復運動中の特定位置を検出する回転位置検知具と、この回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とによって行われるのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the step of outputting the imaging signal includes a rotational position detector that detects a specific position during linear reciprocation of the elastic material, and detection of the rotational position detector. Preferably, this is done by a pulse generator that outputs a pulse signal based on the signal.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記弾性材料は、外周面が円形であり、前記変形工程は、前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる第２押圧具により行われるのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the elastic material has a circular outer peripheral surface, and the deforming step rolls while pressing the outer peripheral surface of the elastic material on the contacted surface. It is desirable to be performed by the second pressing tool.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記第２押圧具は、前記弾性材料を保持するホルダー、前記弾性材料を回転させる電動機、及び、前記ホルダーと前記被当接面との距離を変化させる調節具を含むのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the second pressing tool includes a holder for holding the elastic material, an electric motor for rotating the elastic material, and a distance between the holder and the contacted surface. It is desirable to include an adjustment tool that changes the angle.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記撮影信号を出力する工程は、前記弾性材料の転動中の特定位置を検出する回転位置検知具と、この回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とによって行われるのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the step of outputting the imaging signal includes a rotational position detector that detects a specific position during rolling of the elastic material, and a detection signal of the rotational position detector. Is preferably performed by a pulse generator that outputs a pulse signal.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記投影像を撮影する工程は、シャッタートリガーを有するＸ線カメラによって行われ、前記パルス信号が前記シャッタートリガーに入力されるのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, it is preferable that the step of capturing the projected image is performed by an X-ray camera having a shutter trigger, and the pulse signal is input to the shutter trigger.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記弾性材料には、標識粒子が配合されているのが望ましい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, it is desirable that marker particles are blended in the elastic material.
本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記変形工程は、前記弾性材料と、前記弾性材料が押し付けられる被当接面との間に、流体を供給する工程を含んでもよい。 In the method for observing deformation of the elastic material according to the present invention, the deformation step may include a step of supplying a fluid between the elastic material and a contacted surface against which the elastic material is pressed.
本発明では、弾性材料を予め定められた周期で変形させるが、この変形の１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号が出力され、この撮影信号に基づいて、弾性材料の投影像が撮影される。これらの工程が、弾性材料の任意の軸線周りの複数の撮影位置で行われる。 In the present invention, the elastic material is deformed at a predetermined cycle, and an imaging signal is output at a predetermined specific timing in one cycle of the deformation, and a projection image of the elastic material is generated based on the imaging signal. Is filmed. These steps are performed at a plurality of photographing positions around an arbitrary axis of the elastic material.
従って、本発明によれば、弾性材料が周期的に変形している場合であっても、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像が、複数位置で得られる。このため、弾性材料の前記変形状態の三次元像を構成し、これを観察することができる。 Therefore, according to the present invention, even when the elastic material is periodically deformed, projection images in a specific deformed state (deformation instant) are always obtained at a plurality of positions. For this reason, a three-dimensional image of the deformed state of the elastic material can be formed and observed.
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態の弾性材料の変形の観察方法（以下、単に「観察方法」ということがある）は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の変形を観察するための方法である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The method for observing deformation of an elastic material according to this embodiment (hereinafter, also simply referred to as “observation method”) is a method for observing deformation of an elastic material including rubber or elastomer.
図１は、本実施形態の観察方法で用いられる装置の斜視図である。図２は、本実施形態の弾性材料を示す斜視図である。この弾性材料１は、例えば、その外周面１ｓが円形に形成された円筒状のゴム材として構成されている。弾性材料１の中央には、厚さ方向（軸方向）に貫通する孔部２が設けられている。弾性材料１は、例えば、その外径Ｄ１が５０〜１００mm程度、幅Ｗ１が１５〜３０mm程度に設定されている。 FIG. 1 is a perspective view of an apparatus used in the observation method of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view showing the elastic material of the present embodiment. The elastic material 1 is configured as, for example, a cylindrical rubber material whose outer peripheral surface 1s is formed in a circular shape. In the center of the elastic material 1, a hole 2 that penetrates in the thickness direction (axial direction) is provided. For example, the elastic material 1 has an outer diameter D1 of about 50 to 100 mm and a width W1 of about 15 to 30 mm.
本実施形態の観察方法では、弾性材料１を被当接面２３に押し付ける第１押圧具３、被当接面２３を有する第１当接台６、回転位置検知具４、パルス発生器５、及び、Ｘ線カメラ７が用いられる。 In the observation method of the present embodiment, the first pressing tool 3 that presses the elastic material 1 against the contacted surface 23, the first contact table 6 having the contacted surface 23, the rotational position detector 4, the pulse generator 5, And the X-ray camera 7 is used.
図３は、第１押圧具３を拡大して示す斜視図である。本実施形態の第１押圧具３は、弾性材料１を予め定められた周期で変形させる加振装置として構成されている。第１押圧具３は、回転する出力軸１４を有する電動機１１と、出力軸１４の回転運動を直線往復運動に変換する変換具１２と、弾性材料１を保持するホルダー１３とを含んで構成されている。 FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the first pressing tool 3. The first pressing tool 3 of the present embodiment is configured as a vibration device that deforms the elastic material 1 at a predetermined cycle. The first pressing tool 3 includes an electric motor 11 having a rotating output shaft 14, a conversion tool 12 that converts the rotational motion of the output shaft 14 into a linear reciprocating motion, and a holder 13 that holds the elastic material 1. ing.
本実施形態の電動機１１は、例えば、ＡＣモータが採用される。図１に示されるように、この電動機１１は、例えば、第１当接台６に固着されるＬ字状の支持枠２５に支持されている。図３に示されるように、出力軸１４は、水平にのび、かつ、電動機１１によって水平軸回りに回転される。 For example, an AC motor is employed as the electric motor 11 of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electric motor 11 is supported by, for example, an L-shaped support frame 25 fixed to the first abutment base 6. As shown in FIG. 3, the output shaft 14 extends horizontally and is rotated around the horizontal axis by the electric motor 11.
変換具１２は、基部１６、レール部１７、及び、カム１８を含んで構成されている。 The conversion tool 12 includes a base portion 16, a rail portion 17, and a cam 18.
基部１６は、例えば、上下方向にのびる直方体状に形成されている。基部１６の側面には、レール部１７に係合するスライド機構２１が設けられている。また、基部１６の他の側面には、カム１８の下方で水平にのび、かつ、カム１８の外周面に当接する従節部２２が設けられている。従節部２２とカム１８の外周面との間は、被当接面２３に押し付けられる弾性材料１の復元力によって、隙間なく密着している。 The base portion 16 is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the vertical direction, for example. A slide mechanism 21 that engages with the rail portion 17 is provided on a side surface of the base portion 16. On the other side surface of the base portion 16, a follower portion 22 that extends horizontally below the cam 18 and abuts against the outer peripheral surface of the cam 18 is provided. The follower portion 22 and the outer peripheral surface of the cam 18 are in close contact with each other without a gap due to the restoring force of the elastic material 1 pressed against the contacted surface 23.
レール部１７は、基部１６の側方で上下にのび、かつ、その上端が支持枠２５（図１に示す）に固着されている。このようなレール部１７は、スライド機構２１を介して、基部１６を上下方向に案内することができる。 The rail portion 17 extends vertically on the side of the base portion 16, and its upper end is fixed to a support frame 25 (shown in FIG. 1). Such a rail portion 17 can guide the base portion 16 in the vertical direction via the slide mechanism 21.
図４は、カム１８及び従節部２２を拡大して示す側面図である。カム１８は、その中心から外周面までの距離Ｌ１が一定ではない略卵型の円板カムとして形成されている。図３及び図４に示されるように、カム１８の中心には、電動機１１の出力軸１４の一端が固着されている。これにより、カム１８は、出力軸１４の回転により、水平軸回りに回転することができる。 FIG. 4 is an enlarged side view showing the cam 18 and the follower portion 22. The cam 18 is formed as a substantially egg-shaped disc cam whose distance L1 from the center to the outer peripheral surface is not constant. As shown in FIGS. 3 and 4, one end of the output shaft 14 of the electric motor 11 is fixed to the center of the cam 18. Thus, the cam 18 can rotate around the horizontal axis by the rotation of the output shaft 14.
図３に示されるようにホルダー１３は、水平にのびる水平板１３ａと、水平板１３ａの両端から下方にのびる一対の垂直板１３ｂ、１３ｂとを含んで構成されている。これにより、ホルダー１３は、正面視略コ字状に形成される。 As shown in FIG. 3, the holder 13 includes a horizontal plate 13a extending horizontally and a pair of vertical plates 13b and 13b extending downward from both ends of the horizontal plate 13a. Thereby, the holder 13 is formed in a substantially U shape in a front view.
水平板１３ａの上端は、荷重を検出可能なロードセル２６を介して、変換具１２の基部１６の下端に連結されている。一対の垂直板１３ｂ、１３ｂは、その下端側が、弾性材料１の両側面に配置される。さらに、一対の垂直板１３ｂ、１３ｂには、該一対の垂直板１３ｂ、１３ｂ間を水平にのび、かつ、弾性材料１の孔部２（図２に示す）に固着される軸部２７が設けられる。これにより、ホルダー１３は、弾性材料１を、水平軸回りに回転可能に保持することができる。 The upper end of the horizontal plate 13a is connected to the lower end of the base 16 of the converter 12 via a load cell 26 that can detect a load. The pair of vertical plates 13 b and 13 b are disposed on both side surfaces of the elastic material 1 at the lower end side. Further, the pair of vertical plates 13b, 13b is provided with a shaft portion 27 extending horizontally between the pair of vertical plates 13b, 13b and fixed to the hole 2 (shown in FIG. 2) of the elastic material 1. It is done. Thereby, the holder 13 can hold | maintain the elastic material 1 so that rotation around a horizontal axis is possible.
上記の構成を有する第１押圧具３では、先ず、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられた状態において、電動機１１の出力軸１４を回転させる。出力軸１４の回転によって、カム１８が水平軸回りに回転する。これにより、カム１８は、その外周面が当接する従節部２２を介して、基部１６の押し下げ（図４（ａ）に示す）、及び、押し下げの緩和（図４（ｂ）に示す）を交互に繰り返すことができる。また、カム１８が一回転する周期と、基部１６が１往復する周期とは、同一である。従って、変換具１２は、電動機１１の出力軸１４の回転運動を、上下方向の周期的な直線往復運動に変換することができる。 In the first pressing tool 3 having the above configuration, first, the output shaft 14 of the electric motor 11 is rotated in a state where the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23. As the output shaft 14 rotates, the cam 18 rotates about the horizontal axis. As a result, the cam 18 pushes down the base 16 (shown in FIG. 4A) and relaxes the push-down (shown in FIG. 4B) via the follower portion 22 with which the outer peripheral surface abuts. Can be repeated alternately. In addition, the cycle in which the cam 18 makes one revolution and the cycle in which the base portion 16 makes one reciprocation are the same. Therefore, the converter 12 can convert the rotational motion of the output shaft 14 of the electric motor 11 into a periodic linear reciprocating motion in the vertical direction.
第１押圧具３は、変換具１２の基部１６の直線往復運動により、ホルダー１３を介して、弾性材料１を上下方向に直線往復運動させることができる。この弾性材料１の直線往復運動により、該弾性材料１の被当接面２３への圧縮変形、及び、該圧縮変形の緩和が、交互に実施される。これにより、第１押圧具３は、電動機１１の回転に基づいて、弾性材料１を予め定められた周期で変形させることができる。 The first pressing tool 3 can linearly reciprocate the elastic material 1 in the vertical direction via the holder 13 by the linear reciprocation of the base 16 of the conversion tool 12. By the linear reciprocation of the elastic material 1, the elastic material 1 is subjected to compression deformation to the abutted surface 23 and relaxation of the compression deformation alternately. Accordingly, the first pressing tool 3 can deform the elastic material 1 at a predetermined cycle based on the rotation of the electric motor 11.
本実施形態の第１押圧具３では、電動機１１を用いた加振装置として構成される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。第１押圧具３としては、例えば、オイル又は電磁式の加振装置として構成されてもよい。 In the first pressing tool 3 of the present embodiment, the case where the first pressing tool 3 is configured as a vibration device using the electric motor 11 is exemplified, but the present invention is not limited thereto. For example, the first pressing tool 3 may be configured as an oil or electromagnetic vibration device.
図１に示されるように、第１当接台６は、その上面に被当接面２３が設けられた路面部４５と、路面部４５を支持する下支持部４６とを含んで構成されている。 As shown in FIG. 1, the first abutment base 6 includes a road surface portion 45 having a contacted surface 23 provided on the upper surface thereof, and a lower support portion 46 that supports the road surface portion 45. Yes.
路面部４５は、平面視円形の板状に形成されている。被当接面２３は、例えば、アスファルト路面に近似させるために、複数の凹凸（図示省略）が形成されるのが望ましい。 The road surface portion 45 is formed in a circular plate shape in plan view. The contacted surface 23 is preferably formed with a plurality of irregularities (not shown), for example, to approximate an asphalt road surface.
下支持部４６は、平面視矩形の板状に形成されている。この下支持部４６には、支持枠２５が固着されている。さらに、下支持部４６には、路面部４５を上下方向に移動させて保持するための昇降手段（図示省略）が設けられている。この昇降手段は、弾性材料１に対して、路面部４５を上下方向に相対移動させることにより、弾性材料１に負荷させる荷重を調節することができる。 The lower support portion 46 is formed in a plate shape having a rectangular shape in plan view. The support frame 25 is fixed to the lower support portion 46. Further, the lower support portion 46 is provided with lifting means (not shown) for moving and holding the road surface portion 45 in the vertical direction. The lifting means can adjust the load applied to the elastic material 1 by moving the road surface portion 45 relative to the elastic material 1 in the vertical direction.
本実施形態では、下支持部４６及び支持枠２５を介して、第１押圧具３及び被当接面２３を垂直軸回りに回転させる回転手段５０が設けられている。このような回転手段５０は、Ｘ線カメラ７に対して、弾性材料１を相対移動させることができる。 In the present embodiment, a rotating means 50 is provided for rotating the first pressing tool 3 and the abutted surface 23 about the vertical axis via the lower support portion 46 and the support frame 25. Such a rotating means 50 can move the elastic material 1 relative to the X-ray camera 7.
本実施形態の回転位置検知具４は、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（特定の変形状態）を検出するためのものである。図１及び図３に示されるように、回転位置検知具４は、出力軸１４から半径方向外側に突出する突起部３２と、出力軸１４の上方に配置されるフレーム３３と、突起部３２を検出するセンサー３４と、センサー３４から検出信号Ｓｇ１を出力する出力部（図示省略）を含んでいる。 The rotational position detector 4 of this embodiment is for detecting a specific position (specific deformation state) during the linear reciprocating motion of the elastic material 1. As shown in FIGS. 1 and 3, the rotational position detector 4 includes a protrusion 32 that protrudes radially outward from the output shaft 14, a frame 33 that is disposed above the output shaft 14, and the protrusion 32. The sensor 34 to detect and the output part (illustration omitted) which outputs detection signal Sg1 from the sensor 34 are included.
突起部３２は、出力軸１４の軸方向と交わる面３２ｓを有する立方体として形成されている。この突起部３２は、出力軸１４の外周面に少なくとも一つ（本実施形態では一つ）配置されている。このような突起部３２は、出力軸１４の回転により、水平軸回りに回転される。 The protrusion 32 is formed as a cube having a surface 32 s that intersects the axial direction of the output shaft 14. At least one (in this embodiment) one protrusion 32 is disposed on the outer peripheral surface of the output shaft 14. Such a protrusion 32 is rotated around the horizontal axis by the rotation of the output shaft 14.
フレーム３３は、水平にのびる水平板３６と、水平板３６の両端から下方にのびる一対の垂直板３７、３７とを含み、正面視略コ字状に形成されている。このフレーム３３は、その上方に配置される支持枠２５（図１に示す）に固着されている。さらに、フレーム３３は、水平板３６と一対の垂直板３７、３７とで囲まれる空間３８内に、回転する突起部３２を通過させるように配置されている。 The frame 33 includes a horizontal plate 36 extending horizontally and a pair of vertical plates 37, 37 extending downward from both ends of the horizontal plate 36, and is formed in a substantially U shape in front view. The frame 33 is fixed to a support frame 25 (shown in FIG. 1) disposed above the frame 33. Further, the frame 33 is disposed so that the rotating protrusion 32 passes through a space 38 surrounded by the horizontal plate 36 and the pair of vertical plates 37 and 37.
センサー３４は、例えば、レーザーセンサーとして構成されている。このセンサー３４は、フレーム３３の一対の垂直板３７、３７間において、出力軸１４の軸方向と平行に、レーザーを照射させる。このようなセンサー３４は、フレーム３３の空間３８内を通過する突起部３２を検出することができる。また、センサー３４が、突起部３２の通過を検知すると、出力部（図示省略）から検出信号Ｓｇ１が出力され、検出信号Ｓｇ１がパルス発生器５に伝達される。 The sensor 34 is configured as a laser sensor, for example. The sensor 34 irradiates a laser between the pair of vertical plates 37 of the frame 33 in parallel with the axial direction of the output shaft 14. Such a sensor 34 can detect the protrusion 32 passing through the space 38 of the frame 33. Further, when the sensor 34 detects the passage of the protrusion 32, a detection signal Sg 1 is output from an output unit (not shown), and the detection signal Sg 1 is transmitted to the pulse generator 5.
このような回転位置検知具４は、フレーム３３の空間３８内を通過する突起部３２をセンサー３４が検出することにより、突起部３２が固着される出力軸１４の外周面の位置を特定することができる。 In such a rotational position detector 4, the sensor 34 detects the protrusion 32 passing through the space 38 of the frame 33, thereby specifying the position of the outer peripheral surface of the output shaft 14 to which the protrusion 32 is fixed. Can do.
図４（ａ）、及び、図４（ｂ）に示されるように、出力軸１４の外周面とカム１８の外周面とは、同一周期で回転する。また、上述したように、カム１８が一回転する周期と、基部１６が一往復する周期とは、同一である。従って、回転位置検知具４は、出力軸１４の外周面の位置を特定することにより、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（即ち、弾性材料１の上下方向の特定位置）を検出することができる。そして、回転位置検知具４は、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置を検出したタイミングで、検出信号Ｓｇ１を出力する。なお、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置は、突起部３２の固着位置を変更することで、適宜変更することができる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the outer peripheral surface of the output shaft 14 and the outer peripheral surface of the cam 18 rotate at the same period. Further, as described above, the cycle in which the cam 18 rotates once is the same as the cycle in which the base 16 reciprocates once. Therefore, the rotational position detector 4 detects the specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 (that is, the specific position in the vertical direction of the elastic material 1) by specifying the position of the outer peripheral surface of the output shaft 14. be able to. Then, the rotational position detector 4 outputs the detection signal Sg1 at the timing when the specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material 1 is detected. The specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 can be changed as appropriate by changing the fixing position of the protrusion 32.
図１に示されるように、パルス発生器５は、回転位置検知具４の検出信号Ｓｇ１に基づいて、パルス信号Ｓｇ２を出力するためのものである。本実施形態のパルス発生器５は、回転位置検知具４の検出信号Ｓｇ１を受信して、少なくとも一つ（本実施形態では、一つ）のパスル信号を出力している。上述したように、検出信号Ｓｇ１は、回転位置検知具４が、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置を検出することによって出力される。従って、パルス発生器５は、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（１周期中の特定のタイミング）において、パルス信号Ｓｇ２を出力することができる。出力されたパルス信号Ｓｇ２は、撮影信号Ｓｇ３として、Ｘ線カメラ７に伝達される。 As shown in FIG. 1, the pulse generator 5 is for outputting a pulse signal Sg2 based on the detection signal Sg1 of the rotational position detector 4. The pulse generator 5 of the present embodiment receives the detection signal Sg1 of the rotational position detector 4 and outputs at least one (in this embodiment, one) pulse signal. As described above, the detection signal Sg <b> 1 is output when the rotational position detector 4 detects a specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1. Therefore, the pulse generator 5 can output the pulse signal Sg2 at a specific position (specific timing in one cycle) during the linear reciprocating motion of the elastic material 1. The output pulse signal Sg2 is transmitted to the X-ray camera 7 as an imaging signal Sg3.
なお、本実施形態のパルス信号Ｓｇ２としては、ＴＴＬ（５Ｖ−０Ｖ）が採用されるが、これに限定されるわけではない。他のパルス信号Ｓｇ２としては、例えば、単パルスや、連続パルスでも良い。また、本実施形態では、回転位置検知具４の検出信号Ｓｇ１を受信して、一つのパスル信号Ｓｇ２を出力するものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、回転位置検知具４の検出信号Ｓｇ１を受けていない間に、パルス信号Ｓｇ２を出力するものでもよい。 As the pulse signal Sg2 of the present embodiment, TTL (5V-0V) is adopted, but is not limited to this. The other pulse signal Sg2 may be, for example, a single pulse or a continuous pulse. Moreover, in this embodiment, although what received the detection signal Sg1 of the rotational position detector 4 and output one pulse signal Sg2 was illustrated, it is not necessarily limited to this. For example, the pulse signal Sg2 may be output while the detection signal Sg1 of the rotational position detector 4 is not received.
Ｘ線カメラ７は、従来のＣＴ（ Computed Tomography ）装置として構成されている。Ｘ線カメラ７は、Ｘ線を弾性材料１に照射するＸ線管４７、弾性材料１から透過したＸ線を検知する検出器４８、及び、Ｘ線管４７からＸ線を照射させるシャッタートリガー（図示省略）を含んで構成されている。Ｘ線管４７及び検出器４８は、第１押圧具３及び第１当接台６を挟んで、一直線上に配置されている。また、本実施形態では、弾性材料１及び被当接面２３に、Ｘ線が照射されるように、Ｘ線管４７の高さが調整される。 The X-ray camera 7 is configured as a conventional CT (Computed Tomography) apparatus. The X-ray camera 7 includes an X-ray tube 47 that irradiates the elastic material 1 with X-rays, a detector 48 that detects X-rays transmitted through the elastic material 1, and a shutter trigger that irradiates X-rays from the X-ray tube 47 ( (Not shown). The X-ray tube 47 and the detector 48 are arranged on a straight line with the first pressing tool 3 and the first abutment base 6 interposed therebetween. In the present embodiment, the height of the X-ray tube 47 is adjusted so that the elastic material 1 and the contacted surface 23 are irradiated with X-rays.
また、本実施形態のＸ線管４７及び検出器４８は、第１押圧具３及び第１当接台６に対して、移動不能に固着されている。検出器４８は、従来の検出器と同様に、Ｘ線を光電子に変換する変換部（図示省略）と、光電子を可視光線に変換する蛍光体（図示省略）と、可視光線を撮影するＣＣＤカメラ（図示省略）とを含んでいる。シャッタートリガ（図示省略）は、パルス発生器５から出力されるパルス信号Ｓｇ２が入力されることにより、例えば、０．１ミリ秒〜１００ミリ秒の間、Ｘ線管４７からＸ線が照射される。 Further, the X-ray tube 47 and the detector 48 of the present embodiment are fixed to the first pressing tool 3 and the first abutment base 6 so as not to move. Similarly to the conventional detector, the detector 48 includes a conversion unit (not shown) that converts X-rays into photoelectrons, a phosphor (not shown) that converts photoelectrons into visible light, and a CCD camera that captures visible light. (Not shown). The shutter trigger (not shown) is irradiated with X-rays from the X-ray tube 47, for example, for 0.1 to 100 milliseconds when the pulse signal Sg2 output from the pulse generator 5 is input. The
図５は、本実施形態の観察方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本実施形態の観察方法では、先ず、弾性材料１の投影像が撮影される（撮影工程Ｓ１）。この撮影工程Ｓ１では、弾性材料１の任意の軸線と直交する方向から、弾性材料１の少なくとも一部の投影像（本実施形態では、被当接面２３側の弾性材料１の投影像）が、軸線周りの複数の撮影位置で撮影される。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the observation method of the present embodiment.
In the observation method of this embodiment, first, a projected image of the elastic material 1 is photographed (imaging step S1). In this photographing step S1, a projection image of at least a part of the elastic material 1 (in this embodiment, a projection image of the elastic material 1 on the contacted surface 23 side) from a direction orthogonal to an arbitrary axis of the elastic material 1 is obtained. Images are taken at a plurality of photographing positions around the axis.
図６は、弾性材料１の撮影位置Ｐを示す平面図である。本実施形態の撮影位置Ｐは、弾性材料１の重心を垂直にのびる垂直軸線Ｌ３の周りにおいて、弾性材料１の一側面側の撮影開始位置Ｐｓと、弾性材料１の他側面側の撮影終了位置Ｐｅとの間を、予め定められた間隔で複数個設定される。本実施形態では、各撮影位置Ｐに、Ｘ線カメラ７を直接移動させるのではなく、図１に示されるように、第１押圧具３及び第１当接台６を垂直軸線周りに回転させることにより、Ｘ線カメラ７を複数の撮影位置Ｐに配置させている。なお、弾性材料１の垂直軸線Ｌ３を基準として、撮影開始位置Ｐｓと撮影終了位置Ｐｅとがなす角度（狭角）は、１８０°以下に設定されるのが望ましい。図７は、本実施形態の撮影工程Ｓ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a plan view showing the photographing position P of the elastic material 1. The shooting position P of the present embodiment includes a shooting start position Ps on one side of the elastic material 1 and a shooting end position on the other side of the elastic material 1 around a vertical axis L3 that extends vertically through the center of gravity of the elastic material 1. A plurality of points are set with Pe at predetermined intervals. In the present embodiment, instead of directly moving the X-ray camera 7 to each imaging position P, the first pressing tool 3 and the first abutment base 6 are rotated around the vertical axis as shown in FIG. Thus, the X-ray camera 7 is arranged at a plurality of imaging positions P. Note that the angle (narrow angle) formed by the imaging start position Ps and the imaging end position Pe with respect to the vertical axis L3 of the elastic material 1 is preferably set to 180 ° or less. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the photographing step S1 of the present embodiment.
本実施形態の撮影工程Ｓ１では、先ず、Ｘ線カメラ７を、撮影開始位置Ｐｓ（図６に示す）に配置させる（工程Ｓ１１）。本実施形態の工程Ｓ１１では、図１に示した第１押圧具３及び第１当接台６を垂直軸線周りに回転させて、Ｘ線カメラ７を、撮影開始位置Ｐｓに配置する。 In the imaging step S1 of the present embodiment, first, the X-ray camera 7 is arranged at the imaging start position Ps (shown in FIG. 6) (step S11). In step S11 of the present embodiment, the X-ray camera 7 is disposed at the imaging start position Ps by rotating the first pressing tool 3 and the first contact base 6 shown in FIG. 1 around the vertical axis.
次に、弾性材料１が、予め定められた周期で変形される（変形工程Ｓ１２）。この変形工程Ｓ１２は、第１押圧具３が用いられる。図８は、本実施形態の変形工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。 Next, the elastic material 1 is deformed at a predetermined cycle (deformation step S12). In the deformation step S12, the first pressing tool 3 is used. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the deformation step S12 of the present embodiment.
本実施形態の変形工程Ｓ１２では、先ず、図１及び図３に示されるように、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられる（工程Ｓ１２１）。この工程Ｓ１２１では、図４（ａ）に示されるように、カム１８の距離Ｌ１が最大となる位置（以下、単に「カムの最大距離位置」ということがある）Ｍ１をカム１８の最下点に位置させて、弾性材料１が被当接面２３（図１に示す）に押し付けられる。次に、図１に示されるように、路面部４５を昇降させて、弾性材料１への荷重が設定される。このときに設定される荷重は、カム１８の最大距離位置Ｍ１が最下点に位置されているため、弾性材料１の変形時の最大荷重となる。なお、弾性材料１の荷重は、第１押圧具３のロードセル２６によって測定される。 In the deformation step S12 of the present embodiment, first, as shown in FIGS. 1 and 3, the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (step S121). In this step S121, as shown in FIG. 4A, the position M1 at which the distance L1 of the cam 18 is maximum (hereinafter sometimes simply referred to as “the maximum distance position of the cam”) is defined as the lowest point of the cam 18. The elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (shown in FIG. 1). Next, as shown in FIG. 1, the road surface portion 45 is moved up and down to set a load on the elastic material 1. The load set at this time is the maximum load when the elastic material 1 is deformed because the maximum distance position M1 of the cam 18 is located at the lowest point. The load of the elastic material 1 is measured by the load cell 26 of the first pressing tool 3.
次に、電動機１１の出力軸１４（図３に示す）を回転させて、弾性材料１を変形させる（工程Ｓ１２２）。この工程Ｓ１２２では、先ず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、電動機１１の出力軸１４の回転により、変換具１２の基部１６を直線往復運動させる。この変換具１２の基部１６の直線往復運動により、弾性材料１を直線往復運動させて、被当接面２３への弾性材料１の圧縮変形、及び、該圧縮変形の緩和が、交互に実施される。これにより、変形工程Ｓ１２では、電動機１１の回転に基づいて、弾性材料１を予め定められた周期で変形させることができる。 Next, the output shaft 14 (shown in FIG. 3) of the electric motor 11 is rotated to deform the elastic material 1 (step S122). In this step S122, first, as shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the base portion 16 of the converter 12 is linearly reciprocated by the rotation of the output shaft 14 of the electric motor 11. The elastic material 1 is linearly reciprocated by the linear reciprocating motion of the base portion 16 of the converter 12, and the elastic deformation of the elastic material 1 to the contacted surface 23 and the relaxation of the compressive deformation are alternately performed. The Thereby, in deformation | transformation process S12, based on rotation of the electric motor 11, the elastic material 1 can be deform | transformed with a predetermined period.
次に、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号が出力される（工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３は、回転位置検知具４及びパルス発生器５が用いられる。 Next, an imaging signal is output at a predetermined specific timing in one cycle (step S13). In this step S13, the rotational position detector 4 and the pulse generator 5 are used.
図１、図３及び図４（ａ）に示されるように、本実施形態の突起部３２は、カム１８の最大距離位置Ｍ１をカム１８の最下点に位置させた状態において、フレーム３３の空間３８内に配置されている。このため、回転位置検知具４は、カム１８の最大距離位置Ｍ１が、カム１８の最下点に位置したときに、突起部３２を検知して、検出信号Ｓｇ１を出力する。検出信号Ｓｇ１は、パルス発生器５に入力される。パルス発生器５は、検出信号Ｓｇ１が入力されたタイミングで、パルス信号Ｓｇ２（撮影信号Ｓｇ３）を出力する。 As shown in FIGS. 1, 3, and 4 (a), the protrusion 32 of the present embodiment is configured so that the maximum distance position M <b> 1 of the cam 18 is positioned at the lowest point of the cam 18. It is arranged in the space 38. Therefore, when the maximum distance position M1 of the cam 18 is located at the lowest point of the cam 18, the rotational position detector 4 detects the protrusion 32 and outputs a detection signal Sg1. The detection signal Sg1 is input to the pulse generator 5. The pulse generator 5 outputs a pulse signal Sg2 (imaging signal Sg3) at the timing when the detection signal Sg1 is input.
カム１８の最大距離位置Ｍ１が、カム１８の最下点に位置すると、変換具１２の基部１６及びホルダー１３が最も押し下げられ、弾性材料１の圧縮変形が最大となる。従って、工程Ｓ１３では、弾性材料１の直線往復運動の一周期のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置（タイミング）において、撮影信号Ｓｇ３（パルス信号Ｓｇ２）が出力される。なお、撮影信号Ｓｇ３が出力されるタイミング（即ち、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置）は、突起部３２の位置、又は、カム１８の位置を変更することにより、適宜設定することができる。 When the maximum distance position M1 of the cam 18 is located at the lowest point of the cam 18, the base portion 16 and the holder 13 of the conversion tool 12 are pushed down most, and the compression deformation of the elastic material 1 is maximized. Therefore, in step S13, the imaging signal Sg3 (pulse signal Sg2) is output at a position (timing) at which the elastic material 1 has the maximum compressive deformation in one cycle of the linear reciprocation of the elastic material 1. The timing at which the imaging signal Sg3 is output (that is, the specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1) can be set as appropriate by changing the position of the protrusion 32 or the position of the cam 18. it can.
次に、撮影信号に基づいて、弾性材料１の投影像が撮影される（工程Ｓ１４）。図１に示されるように、工程Ｓ１４では、撮影信号Ｓｇ３（パルス信号Ｓｇ２）が、Ｘ線カメラ７のシャッタートリガー（図示省略）に入力されたタイミングで、Ｘ線管４７からＸ線が照射される。これにより、工程Ｓ１４では、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（本実施形態では、弾性材料１の直線往復運動のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置）において、弾性材料１の投影像が撮影される。この弾性材料１の投影像は、Ｘ線カメラ７に接続されたコンピュータ（図示省略）に記憶される。 Next, a projected image of the elastic material 1 is photographed based on the photographing signal (step S14). As shown in FIG. 1, in step S14, X-rays are emitted from the X-ray tube 47 at the timing when the imaging signal Sg3 (pulse signal Sg2) is input to the shutter trigger (not shown) of the X-ray camera 7. The Thereby, in step S14, the elastic material 1 at a specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 (in this embodiment, the position where the compression deformation of the elastic material 1 is maximum in the linear reciprocation of the elastic material 1). One projected image is taken. The projected image of the elastic material 1 is stored in a computer (not shown) connected to the X-ray camera 7.
次に、予め定められた複数の撮影位置Ｐ（図６に示す）において、弾性材料１の撮影が完了したか否かが判断される（工程Ｓ１５）。この工程Ｓ１５は、弾性材料１の撮影が完了した判断された場合（工程Ｓ１５で「Ｙ」）、次の工程Ｓ２が実施される。一方、弾性材料１の撮影が完了していないと判断された場合は、次の撮影位置ＰにＸ線カメラ７を配置して（工程Ｓ１６）、変形工程Ｓ１２〜工程Ｓ１５が再度実施される。これにより、撮影工程Ｓ１では、弾性材料１が周期的に変形している場合であっても、各撮影位置Ｐにおいて、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像を得ることができる。 Next, it is determined whether or not the imaging of the elastic material 1 has been completed at a plurality of predetermined imaging positions P (shown in FIG. 6) (step S15). In step S15, when it is determined that the imaging of the elastic material 1 has been completed (“Y” in step S15), the next step S2 is performed. On the other hand, if it is determined that the imaging of the elastic material 1 has not been completed, the X-ray camera 7 is placed at the next imaging position P (step S16), and the deformation steps S12 to S15 are performed again. Thereby, in the imaging step S1, even when the elastic material 1 is periodically deformed, a projection image in a specific deformation state (deformation instant) can always be obtained at each imaging position P.
なお、複数の撮影位置Ｐ（図６に示す）において、特定の変形状態の投影像を確実に撮影するために、検出器４８の蛍光体（図示省略）の減衰時間は、１００ms以下に設定されるのが望ましい。なお、蛍光体の減衰時間が１００msを超えると、前回撮影した投影像の残像が残るため、複数の撮影位置Ｐにおいて、投影像を撮影するのが難しいおそれがある。逆に、蛍光体の減衰時間が小さすぎても、光電子の可視光線への変換効率が低下するおそれがある。このような観点より、蛍光体の減衰時間は、好ましくは５０ms以下、さらに好ましくは１０ms以下が望ましく、また、好ましくは０．１ms以上が望ましい。 It should be noted that the decay time of the phosphor (not shown) of the detector 48 is set to 100 ms or less in order to reliably capture a projection image in a specific deformation state at a plurality of imaging positions P (shown in FIG. 6). Is desirable. If the phosphor decay time exceeds 100 ms, an afterimage of the previously captured projection image remains, and it may be difficult to capture the projection image at a plurality of imaging positions P. Conversely, even if the decay time of the phosphor is too small, the conversion efficiency of photoelectrons to visible light may be reduced. From such a viewpoint, the decay time of the phosphor is preferably 50 ms or less, more preferably 10 ms or less, and preferably 0.1 ms or more.
同様の観点より、Ｘ線の輝度（photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw ）は、好ましくは１０10以上、さらに好ましくは１０12以上が望ましい。 From the same viewpoint, the X-ray luminance (photons / s / mrad 2 / mm 2 /0.1% bw) is preferably 10 10 or more, more preferably 10 12 or more.
次に、弾性材料１の投影像から弾性材料１の三次元像が構成される（工程Ｓ２）。図９は、弾性材料１及び被当接面２３の三次元像である。図１０は、弾性材料１の外周面１ｓを下から見た三次元像である。 Next, a three-dimensional image of the elastic material 1 is constructed from the projected image of the elastic material 1 (step S2). FIG. 9 is a three-dimensional image of the elastic material 1 and the abutted surface 23. FIG. 10 is a three-dimensional image of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 viewed from below.
工程Ｓ２では、従来と同様に、例えば、Convolution Back Projection法に基づいて、複数の撮影位置Ｐで撮影された弾性材料１の投影像を逆投影することにより、弾性材料１の三次元像５１を構築することができる。弾性材料１の複数の投影像は、撮影工程Ｓ１において、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（本実施形態では、弾性材料１の直線往復運動のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置）において撮影されたものである。従って、工程Ｓ２では、特定の変形状態（変形瞬間）の三次元像５１を取得することができる。 In step S2, as in the past, for example, based on the Convolution Back Projection method, a projected image of the elastic material 1 photographed at a plurality of photographing positions P is back-projected, whereby a three-dimensional image 51 of the elastic material 1 is obtained. Can be built. A plurality of projected images of the elastic material 1 are obtained at a specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material 1 in the photographing step S1 (in this embodiment, the compression deformation of the elastic material 1 is the largest in the linear reciprocating motion of the elastic material 1). Was taken at (position). Therefore, in step S2, a three-dimensional image 51 in a specific deformation state (deformation instant) can be acquired.
次に、弾性材料１の三次元像５１が観察される（工程Ｓ３）。本実施形態では、三次元像５１を観察することにより、周期的に変形している実際の弾性材料１について、その特定の変形状態（変形瞬間）を、直接観察することができる。従って、本実施形態の観察方法では、弾性材料１を実際に変形させて変形状態を観察できるため、弾性材料１の性能を正確に評価することができる。また、このような弾性材料１の変形状態に基づいて、例えば、有限要素法に基づくシミュレーションで用いられるゴムモデルの作成や、境界条件を設定することができるため、シミュレーション精度を向上させるのに役立つ。 Next, the three-dimensional image 51 of the elastic material 1 is observed (step S3). In this embodiment, by observing the three-dimensional image 51, the specific deformation state (deformation moment) of the actual elastic material 1 that is periodically deformed can be directly observed. Therefore, in the observation method of the present embodiment, the elastic material 1 can be actually deformed and the deformation state can be observed, so that the performance of the elastic material 1 can be accurately evaluated. Further, for example, a rubber model used in a simulation based on the finite element method and boundary conditions can be set on the basis of the deformation state of the elastic material 1, which helps to improve the simulation accuracy. .
弾性材料１には、標識粒子が配合されているのが望ましい。図１１は、標識粒子５２が配合された弾性材料１の三次元像５１である。 Desirably, the elastic material 1 is blended with marker particles. FIG. 11 is a three-dimensional image 51 of the elastic material 1 in which the marker particles 52 are blended.
本実施形態の標識粒子５２としては、例えば、直径４０μm程度のアルミナ粒子が採用される。このような標識粒子５２は、三次元像５１に強調して表示されるため、弾性材料１の変形形状を正確に測定するのに役立つ。さらに、標識粒子５２は、例えば、デジタル画像相関法に基づいて、標識粒子５２の位置情報から、弾性材料１の歪み分布を得るのに役立つ。なお、標識粒子５２としては、アルミナ粒子に限定されるわけではなく、例えば、ゴムよりも密度が大きいもの（例えば、硫酸バリウム等）であれば、適宜採用することができる。 As the labeled particles 52 of the present embodiment, for example, alumina particles having a diameter of about 40 μm are employed. Such a marker particle 52 is displayed in an emphasized manner in the three-dimensional image 51, and thus is useful for accurately measuring the deformed shape of the elastic material 1. Furthermore, the labeled particles 52 are useful for obtaining the strain distribution of the elastic material 1 from the positional information of the labeled particles 52 based on, for example, a digital image correlation method. The label particles 52 are not limited to alumina particles. For example, any particles having a higher density than rubber (for example, barium sulfate) can be used as appropriate.
また、標識粒子５２の配合量は、１質量部〜１００質量部が望ましい。なお、標識粒子５２の配合量は、１質量部未満であると、弾性材料１の特定の変形状態（変形瞬間）を正確に観察できないおそれがある。逆に、標識粒子５２の配合量が、１００質量部を超えると、弾性材料１の物性が著しく変化し、弾性材料１の性能を正確に評価できないおそれがある。このような観点より、標識粒子５２の配合量は、好ましくは５質量部以上、さらに好ましくは１０質量部以上が望ましく、また、好ましくは７０質量部以下、さらに好ましくは５０質量部以下が望ましい。 Further, the blending amount of the marker particles 52 is desirably 1 part by mass to 100 parts by mass. Note that if the blending amount of the marker particles 52 is less than 1 part by mass, the specific deformation state (deformation moment) of the elastic material 1 may not be observed accurately. On the other hand, if the blending amount of the labeled particles 52 exceeds 100 parts by mass, the physical properties of the elastic material 1 may change significantly, and the performance of the elastic material 1 may not be accurately evaluated. From such a viewpoint, the blending amount of the labeled particles 52 is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and preferably 70 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less.
本実施形態の観察方法では、第１押圧具３を用いて、上下方向に直線往復運動する弾性材料１が観察されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、弾性材料１の外周面１ｓを被当接面２３上に押し付けながら転動させる第２押圧具を用いて、転動する弾性材料１が観察されてもよい。図１２は、この実施形態で用いられる装置を示す斜視図である。図１３は、第２押圧具を拡大して示す斜視図である。 In the observation method of the present embodiment, the one in which the elastic material 1 that linearly reciprocates in the vertical direction is observed using the first pressing tool 3 is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, the elastic material 1 that rolls may be observed by using a second pressing tool that rolls while pressing the outer peripheral surface 1 s of the elastic material 1 onto the contacted surface 23. FIG. 12 is a perspective view showing an apparatus used in this embodiment. FIG. 13 is an enlarged perspective view showing the second pressing tool.
この実施形態の観察方法では、第２押圧具５３、被当接面２３を有する第２当接台５４、及び、回転位置検知具６３が用いられる。さらに、この実施形態の観察方法では、図１に示したパルス発生器５、及び、Ｘ線カメラ７が用いられる。なお、パルス発生器５及びＸ線カメラ７は、前実施形態と同一の構成を具えている。 In the observation method of this embodiment, the second pressing tool 53, the second abutment table 54 having the abutted surface 23, and the rotational position detector 63 are used. Furthermore, in the observation method of this embodiment, the pulse generator 5 and the X-ray camera 7 shown in FIG. 1 are used. The pulse generator 5 and the X-ray camera 7 have the same configuration as in the previous embodiment.
第２押圧具５３は、弾性材料１を保持するホルダー１３、弾性材料１を回転させる電動機１１、及び、ホルダー１３と被当接面２３との距離を変化させる調節具５５を含んで構成されている。さらに、第２押圧具５３は、図３に示した第１押圧具３と同様に、上下方向にのびる基部１６が含まれている。 The second pressing tool 53 includes a holder 13 that holds the elastic material 1, an electric motor 11 that rotates the elastic material 1, and an adjustment tool 55 that changes the distance between the holder 13 and the contacted surface 23. Yes. Further, the second pressing tool 53 includes a base portion 16 extending in the vertical direction, similarly to the first pressing tool 3 shown in FIG.
ホルダー１３は、図３に示した第１押圧具３と同様に、水平板１３ａと、一対の垂直板１３ｂ、１３ｂとを含み、正面視略コ字状に形成されている。また、水平板１３ａの上端は、ロードセル２６を介して、基部１６の下端に連結されている。 Similar to the first pressing tool 3 shown in FIG. 3, the holder 13 includes a horizontal plate 13 a and a pair of vertical plates 13 b and 13 b and is formed in a substantially U shape in front view. The upper end of the horizontal plate 13 a is connected to the lower end of the base portion 16 via the load cell 26.
この実施形態の電動機１１も、前実施形態の電動機１１と同様に、例えば、ＡＣモータが採用される。この電動機１１には、水平軸回りに回転可能な第１出力軸１４ａが設けられている。この実施形態の電動機１１は、電動機１１の上方に配置され、かつ、基部１６に固着されるフレーム５９に支持されている。 Similarly to the electric motor 11 of the previous embodiment, for example, an AC motor is adopted for the electric motor 11 of this embodiment. The electric motor 11 is provided with a first output shaft 14a that can rotate around a horizontal axis. The electric motor 11 of this embodiment is supported by a frame 59 that is disposed above the electric motor 11 and is fixed to the base portion 16.
第１出力軸１４ａは、ホルダー１３の一対の垂直板１３ｂ、１３ｂ間を、水平方向に貫通して、水平軸回りに回転可能に軸受けされている。また、第１出力軸１４ａは、弾性材料１の孔部２に固着されている。これにより、電動機１１は、第１出力軸１４ａを回転させることにより、弾性材料１を水平軸回りに回転させることができる。また、第１出力軸１４ａには、第１出力軸１４ａのトルクを測定するトルク計５７が設けられてもよい。 The first output shaft 14a is horizontally supported between the pair of vertical plates 13b and 13b of the holder 13 and is rotatably supported around the horizontal axis. The first output shaft 14 a is fixed to the hole 2 of the elastic material 1. Thereby, the electric motor 11 can rotate the elastic material 1 around a horizontal axis by rotating the first output shaft 14a. The first output shaft 14a may be provided with a torque meter 57 that measures the torque of the first output shaft 14a.
調節具５５は、レール部１７と、基部１６を上下方向に移動させる移動手段５６とを含んで構成されている。 The adjuster 55 includes a rail portion 17 and a moving means 56 that moves the base portion 16 in the vertical direction.
レール部１７は、前実施形態のレール部１７と同様に、基部１６の一側面側で上下にのびている。また、レール部１７の上端は、回転手段５０（図１２に示す）に固着される支持枠５８に固定されている。このレール部１７は、基部１６のスライド機構２１に係合されている。このようなレール部１７は、基部１６を上下方向へ案内することができる。 The rail portion 17 extends up and down on one side of the base portion 16 as in the rail portion 17 of the previous embodiment. Moreover, the upper end of the rail part 17 is being fixed to the support frame 58 fixed to the rotation means 50 (shown in FIG. 12). The rail portion 17 is engaged with the slide mechanism 21 of the base portion 16. Such a rail portion 17 can guide the base portion 16 in the vertical direction.
移動手段５６は、上下方向にのびるネジ軸５６ａを含んで構成されている。ネジ軸５６ａは、支持枠５８に螺合されている。また、ネジ軸５６ａの下端は、垂直軸回りに回転可能な回転ジョイント６８を介して、基部１６の上端に取り付けられている。さらに、ネジ軸５６ａの上端には、ネジ軸５６ａを垂直軸回りに回転させるハンドル部６７が設けられている。 The moving means 56 includes a screw shaft 56a extending in the vertical direction. The screw shaft 56 a is screwed to the support frame 58. The lower end of the screw shaft 56a is attached to the upper end of the base portion 16 via a rotary joint 68 that can rotate around a vertical axis. Further, a handle portion 67 for rotating the screw shaft 56a around the vertical axis is provided at the upper end of the screw shaft 56a.
このような移動手段５６は、ネジ軸５６ａを垂直軸回りに回転させて、ネジ軸５６ａを支持枠５８に対して上下方向に移動させることにより、基部１６を上下方向に移動させることができる。さらに、基部１６の上下方向の移動により、基部１６に固着されるホルダー１３を上下方向に移動させることができる。これにより、移動手段５６は、ホルダー１３と被当接面２３との距離（ホルダー１３に保持される弾性材料１と被当接面２３との距離）を変化させることができる。また、基部１６の上下方向の移動とともに、フレーム５９を上下方向に移動させることができるため、フレーム５９に固着される電動機１１、及び、回転位置検知具６３の第１フレーム３３ａを上下方向に移動させることができる。 Such moving means 56 can move the base 16 in the vertical direction by rotating the screw shaft 56 a around the vertical axis and moving the screw shaft 56 a in the vertical direction with respect to the support frame 58. Furthermore, the holder 13 fixed to the base portion 16 can be moved in the vertical direction by moving the base portion 16 in the vertical direction. Thereby, the moving means 56 can change the distance between the holder 13 and the contacted surface 23 (the distance between the elastic material 1 held by the holder 13 and the contacted surface 23). Further, since the frame 59 can be moved in the vertical direction as the base portion 16 is moved in the vertical direction, the electric motor 11 fixed to the frame 59 and the first frame 33a of the rotational position detector 63 are moved in the vertical direction. Can be made.
図１２に示されるように、第２当接台５４は、回転する第２出力軸１４ｂを有する電動機６０と、第２出力軸１４ｂに取り付けられる円筒状のドラム６１とを含んで構成されている。 As shown in FIG. 12, the second contact base 54 includes an electric motor 60 having a rotating second output shaft 14b and a cylindrical drum 61 attached to the second output shaft 14b. .
電動機６０は、例えば、ＡＣモータが採用される。また、第２出力軸１４ｂの一端は、支持枠５８に軸受けされている。これにより、電動機６０は、第２出力軸１４ｂを、水平軸回りに回転させることができる。 For example, an AC motor is employed as the electric motor 60. One end of the second output shaft 14 b is supported by the support frame 58. Accordingly, the electric motor 60 can rotate the second output shaft 14b around the horizontal axis.
ドラム６１の軸心には、電動機６０の第２出力軸１４ｂに固着されている。これにより、ドラム６１は、電動機６０の回転によって、水平軸回りに回転することができる。 The shaft 61 of the drum 61 is fixed to the second output shaft 14 b of the electric motor 60. Thereby, the drum 61 can rotate around the horizontal axis by the rotation of the electric motor 60.
ドラム６１の外周面６１ｓは、弾性材料１の外周面１ｓが押し付けられる被当接面２３として構成される。この被当接面２３には、例えば、ドラム軸方向に伸びる複数の溝６２（図１５に示す）が、ドラム周方向に隔設されることにより、凹凸が形成されてもよい。 The outer peripheral surface 61s of the drum 61 is configured as a contacted surface 23 against which the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 is pressed. For example, a plurality of grooves 62 (shown in FIG. 15) extending in the drum axis direction are provided in the abutted surface 23 so as to be uneven.
電動機６０の第２出力軸１４ｂは、電動機１１の第１出力軸１４ａとは逆方向に、回転するように設定される。これにより、ドラム６１は、被当接面２３において、弾性材料１を転動させることができる。なお、ドラム６１の外径Ｄ３は、任意に設定することができる。また、電動機６０の回転速度、及び、第２押圧具５３の電動機１１の回転速度も、任意に設定することができる。例えば、ドラム６１の外径Ｄ３が、弾性材料１の外径Ｄ１よりも大きい場合、弾性材料１とドラム６１とのスリップ率をゼロにするために、電動機１１の回転速度を、電動機６０の回転速度よりも速くしてもよい。 The second output shaft 14b of the electric motor 60 is set to rotate in the direction opposite to the first output shaft 14a of the electric motor 11. Thereby, the drum 61 can roll the elastic material 1 on the abutted surface 23. The outer diameter D3 of the drum 61 can be set arbitrarily. Moreover, the rotational speed of the electric motor 60 and the rotational speed of the electric motor 11 of the second pressing tool 53 can be arbitrarily set. For example, when the outer diameter D3 of the drum 61 is larger than the outer diameter D1 of the elastic material 1, the rotational speed of the electric motor 11 is set to the rotation of the electric motor 60 in order to make the slip ratio between the elastic material 1 and the drum 61 zero. It may be faster than the speed.
本実施形態では、第２押圧具５３及び第２当接台５４を、支持枠５８を介して垂直軸線周りに回転させる回転手段５０が設けられている。このような回転手段５０は、Ｘ線カメラ７（図１及び図６に示す）に対して、弾性材料１及び被当接面２３を相対移動させることができる。 In the present embodiment, there is provided a rotating means 50 that rotates the second pressing tool 53 and the second abutment base 54 around the vertical axis via the support frame 58. Such a rotating means 50 can move the elastic material 1 and the abutted surface 23 relative to the X-ray camera 7 (shown in FIGS. 1 and 6).
回転位置検知具６３は、弾性材料１の転動中の特定位置を検出するためのものである。図１３に示されるように、この実施形態の回転位置検知具６３は、前実施形態の回転位置検知具４と同様に、第１出力軸１４ａから半径方向外側に突出する第１突起部３２ａと、第１出力軸１４ａの上方に配置される第１フレーム３３ａと、第１突起部３２ａを検出する第１センサー３４ａとを含んでいる。第１センサー３４ａは、第１フレーム３３ａの空間３８ａ内を通過する第１突起部３２ａを検知する。 The rotational position detector 63 is for detecting a specific position during rolling of the elastic material 1. As shown in FIG. 13, the rotational position detector 63 of this embodiment, like the rotational position detector 4 of the previous embodiment, includes a first protrusion 32 a that protrudes radially outward from the first output shaft 14 a. The first frame 33a disposed above the first output shaft 14a and the first sensor 34a for detecting the first protrusion 32a are included. The first sensor 34a detects the first protrusion 32a that passes through the space 38a of the first frame 33a.
第１出力軸１４ａの回転により、弾性材料１の外周面１ｓ及び第１突起部３２ａは、同一周期で回転する。従って、回転位置検知具６３は、第１突起部３２ａを検出することにより、転動中の弾性材料１において、弾性材料１の外周面の特定位置を検出することができる。 Due to the rotation of the first output shaft 14a, the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 and the first protrusion 32a rotate at the same period. Therefore, the rotational position detector 63 can detect the specific position of the outer peripheral surface of the elastic material 1 in the rolling elastic material 1 by detecting the first protrusion 32a.
さらに、図１２に示されるように、回転位置検知具６３は、第２出力軸１４ｂから半径方向外側に突出する第２突起部３２ｂと、第２出力軸１４ｂの下方に配置される第２フレーム３３ｂと、第２突起部３２ｂを検出する第２センサー（図示省略）とを含んでいる。第２センサーは、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内を通過する第２突起部３２ｂを検知する。 Further, as shown in FIG. 12, the rotational position detector 63 includes a second protrusion 32b protruding radially outward from the second output shaft 14b, and a second frame disposed below the second output shaft 14b. 33b and a second sensor (not shown) for detecting the second protrusion 32b. The second sensor detects the second protrusion 32b passing through the space 38b of the second frame 33b.
第２出力軸１４ｂの回転により、ドラム６１の外周面６１ｓ及び第２突起部３２ｂは、同一周期で回転する。従って、回転位置検知具６３は、第２突起部３２ｂを検出することにより、転動中のドラム６１において、ドラム６１の外周面の特定位置を検出することができる。 Due to the rotation of the second output shaft 14b, the outer peripheral surface 61s of the drum 61 and the second protrusion 32b rotate in the same cycle. Therefore, the rotational position detector 63 can detect the specific position of the outer peripheral surface of the drum 61 in the drum 61 that is rolling by detecting the second protrusion 32b.
この実施形態では、弾性材料１をドラム６１に当接させた初期状態において、第１突起部３２ａが、第１フレーム３３ａの空間３８ａ（図１３に示す）内に配置されるとともに、第２突起部３２ｂが、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内に配置されている。従って、この実施形態の回転位置検知具６３は、弾性材料１の外径Ｄ１と、ドラム６１の外径Ｄ３とがそれぞれ異なっていても、転動中の弾性材料１において、弾性材料１の外周面の特定位置が、ドラム６１の外周面の特定位置に当接するタイミングを検知することができる。 In this embodiment, in the initial state in which the elastic material 1 is brought into contact with the drum 61, the first protrusion 32a is disposed in the space 38a (shown in FIG. 13) of the first frame 33a and the second protrusion The part 32b is disposed in the space 38b of the second frame 33b. Therefore, the rotational position detector 63 of this embodiment has an outer periphery of the elastic material 1 in the rolling elastic material 1 even if the outer diameter D1 of the elastic material 1 and the outer diameter D3 of the drum 61 are different from each other. The timing at which the specific position of the surface comes into contact with the specific position of the outer peripheral surface of the drum 61 can be detected.
回転位置検知具６３は、検出信号Ｓｇ１を出力する出力部６４が設けられている。この実施形態の出力部６４は、第１センサー３４ａ及び第２センサー（図示省略）が、第１突起部３２ａ及び第２突起部３２ｂを同時に検知することにより、出力部６４が検出信号Ｓｇ１を出力する。これにより、回転位置検知具６３は、弾性材料１の外周面の特定位置が、ドラム６１の外周面の特定位置に当接するタイミングで、検出信号Ｓｇ１を出力することができる。出力された検出信号Ｓｇ１は、パルス発生器５に伝達される。 The rotational position detector 63 is provided with an output unit 64 that outputs a detection signal Sg1. In this embodiment, the output unit 64 outputs the detection signal Sg1 when the first sensor 34a and the second sensor (not shown) simultaneously detect the first protrusion 32a and the second protrusion 32b. To do. Thereby, the rotational position detector 63 can output the detection signal Sg1 at the timing when the specific position on the outer peripheral surface of the elastic material 1 contacts the specific position on the outer peripheral surface of the drum 61. The output detection signal Sg1 is transmitted to the pulse generator 5.
パルス発生器５（図１に示す）は、前実施形態のパルス発生器５と同様に、回転位置検知具６３の検出信号Ｓｇ１に基づいて、パルス信号Ｓｇ２を出力するためのものである。上述したように、検出信号Ｓｇ１は、回転位置検知具６３が、弾性材料１の外周面の特定位置、及び、ドラム６１の外周面の特定位置を検知することによって出力される。従って、パルス発生器５は、回転位置検知具６３が、弾性材料１の外周面の特定位置が、ドラム６１の外周面の特定位置に当接するタイミング（１周期中の特定のタイミング）において、パルス信号Ｓｇ２（撮影信号Ｓｇ３）を出力することができる。 The pulse generator 5 (shown in FIG. 1) is for outputting the pulse signal Sg2 based on the detection signal Sg1 of the rotational position detector 63, similarly to the pulse generator 5 of the previous embodiment. As described above, the detection signal Sg <b> 1 is output when the rotational position detector 63 detects the specific position on the outer peripheral surface of the elastic material 1 and the specific position on the outer peripheral surface of the drum 61. Therefore, the pulse generator 5 detects the pulse at the timing when the rotational position detector 63 is in contact with the specific position on the outer peripheral surface of the drum 61 (specific timing in one cycle). Signal Sg2 (shooting signal Sg3) can be output.
この実施形態の観察方法は、図５に示した前実施形態の観察方法の処理手順と同一である。さらに、この実施形態の撮影工程Ｓ１では、図１及び図６に示した前実施形態の観察方法と同様に、弾性材料１の任意の軸線と直交する方向から、弾性材料１の少なくとも一部の投影像を、軸線周りの複数の撮影位置で撮影する。撮影工程Ｓ１の処理手順は、変形工程Ｓ１２を除いて、図７に示した前実施形態の撮影工程Ｓ１の処理手順と同一である。 The observation method of this embodiment is the same as the processing procedure of the observation method of the previous embodiment shown in FIG. Further, in the imaging step S1 of this embodiment, at least a part of the elastic material 1 is taken from the direction orthogonal to the arbitrary axis of the elastic material 1 as in the observation method of the previous embodiment shown in FIGS. The projected image is photographed at a plurality of photographing positions around the axis. The processing procedure of the imaging step S1 is the same as the processing procedure of the imaging step S1 of the previous embodiment shown in FIG. 7 except for the deformation step S12.
この実施形態の撮影工程Ｓ１では、先ず、Ｘ線カメラ７を、図６に示した撮影開始位置Ｐｓに配置させる（工程Ｓ１１）。本実施形態の工程Ｓ１では、第２押圧具５３及び第２当接台５４を垂直軸線周りに回転させて、Ｘ線カメラ７を撮影開始位置Ｐｓに配置する。 In the imaging step S1 of this embodiment, first, the X-ray camera 7 is placed at the imaging start position Ps shown in FIG. 6 (step S11). In step S1 of the present embodiment, the X-ray camera 7 is arranged at the imaging start position Ps by rotating the second pressing tool 53 and the second contact base 54 around the vertical axis.
次に、弾性材料１が、予め定められた周期で変形される（変形工程Ｓ１２）。この実施形態の工程Ｓ１２は、第２押圧具５３及び第２当接台５４が用いられる。図１４は、この実施形態の変形工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。 Next, the elastic material 1 is deformed at a predetermined cycle (deformation step S12). In the step S12 of this embodiment, the second pressing tool 53 and the second contact table 54 are used. FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the deformation step S12 of this embodiment.
この実施形態の変形工程Ｓ１２では、先ず、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられる（工程Ｓ４２１）。この工程Ｓ４２１では、図１２及び図１３に示されるように、第１突起部３２ａを、第１フレーム３３ａの空間３８ａ内に配置するとともに、第２突起部３２ｂを、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内に配置して、弾性材料１をドラム６１に当接させる。次に、調節具５５の移動手段５６により、基部１６を昇降させて、弾性材料１への荷重が設定される。 In the deformation step S12 of this embodiment, first, the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (step S421). In this step S421, as shown in FIGS. 12 and 13, the first protrusion 32a is disposed in the space 38a of the first frame 33a, and the second protrusion 32b is disposed in the space 38b of the second frame 33b. The elastic material 1 is placed in contact with the drum 61. Next, the load on the elastic material 1 is set by moving the base 16 up and down by the moving means 56 of the adjuster 55.
次に、第２押圧具５３の第１出力軸１４ａ、及び、第２当接台５４の第２出力軸１４ｂを、互いに逆方向に回転させる（工程Ｓ４２２）。これにより、工程Ｓ４２２では、弾性材料１の外周面１ｓを、被当接面２３上に押し付けながら、弾性材料１を転動（変形）させることができる。従って、変形工程Ｓ４２では、電動機１１、６０の回転に基づいて、弾性材料１を予め定められた周期で変形させることができる。 Next, the first output shaft 14a of the second pressing tool 53 and the second output shaft 14b of the second abutment base 54 are rotated in directions opposite to each other (step S422). Thereby, in process S422, the elastic material 1 can be rolled (deformed), pressing the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 on the to-be-contacted surface 23. FIG. Therefore, in the deformation step S42, the elastic material 1 can be deformed at a predetermined cycle based on the rotation of the electric motors 11 and 60.
次に、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号が出力される（工程Ｓ１３）。この工程Ｓ１３は、前実施形態の観察方法と同様に、回転位置検知具６３及びパルス発生器５が用いられる。 Next, an imaging signal is output at a predetermined specific timing in one cycle (step S13). In this step S13, the rotational position detector 63 and the pulse generator 5 are used as in the observation method of the previous embodiment.
本実施形態では、上述したように、第１センサー３４ａ及び第２センサー（図示省略）が、第１突起部３２ａ及び第２突起部３２ｂを同時に検出することにより、回転位置検知具６３の出力部６４から検出信号Ｓｇ１が出力される。従って、工程Ｓ１３では、弾性材料１が被当接面２３を転動する１周期のうち、弾性材料１の外周面の特定位置が、ドラム６１の外周面の特定位置に当接するタイミング（１周期中の特定のタイミング）において、検出信号Ｓｇ１が出力される。なお、検出信号Ｓｇ１が出力されるタイミングは、第１突起部３２ａ及び第２突起部３２ｂの位置を変更することにより、適宜調節することができる。 In the present embodiment, as described above, the first sensor 34a and the second sensor (not shown) simultaneously detect the first protrusion 32a and the second protrusion 32b, thereby outputting the output portion of the rotational position detector 63. 64 outputs a detection signal Sg1. Therefore, in step S <b> 13, the timing at which the specific position on the outer peripheral surface of the elastic material 1 contacts the specific position on the outer peripheral surface of the drum 61 (one cycle) in one cycle in which the elastic material 1 rolls on the contacted surface 23. The detection signal Sg1 is output at a specific timing. Note that the timing at which the detection signal Sg1 is output can be adjusted as appropriate by changing the positions of the first protrusion 32a and the second protrusion 32b.
検出信号Ｓｇ１は、パルス発生器５に入力される。パルス発生器５は、検出信号Ｓｇ１が入力されたタイミングで、パルス信号Ｓｇ２（撮影信号Ｓｇ３）を出力する。 The detection signal Sg1 is input to the pulse generator 5. The pulse generator 5 outputs a pulse signal Sg2 (imaging signal Sg3) at the timing when the detection signal Sg1 is input.
次に、撮影信号Ｓｇ３に基づいて、弾性材料１の投影像が撮影される（工程Ｓ１４）。この工程Ｓ１４では、弾性材料１の転動中の特定位置（この実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置に当接するタイミング）において、弾性材料１の投影像が撮影される。この弾性材料１の投影像は、図１に示したＸ線カメラ７に接続されたコンピュータ（図示省略）に記憶される。 Next, a projected image of the elastic material 1 is photographed based on the photographing signal Sg3 (step S14). In this step S14, the elastic material 1 is elastic at a specific position during rolling (in this embodiment, the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 contacts the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61). A projected image of material 1 is taken. The projected image of the elastic material 1 is stored in a computer (not shown) connected to the X-ray camera 7 shown in FIG.
次に、予め定められた複数の撮影位置Ｐ（図６に示す）において、弾性材料１の撮影が完了したか否かが判断される（工程Ｓ１５）。この工程Ｓ１５は、弾性材料１の撮影が完了した判断された場合（工程Ｓ１５で「Ｙ」）、次の工程Ｓ２が実施される。一方、弾性材料１の撮影が完了していないと判断された場合は、次の撮影位置ＰにＸ線カメラ７を位置させて（工程Ｓ１６）、変形工程Ｓ１２〜工程Ｓ１５が再度実施される。 Next, it is determined whether or not the imaging of the elastic material 1 has been completed at a plurality of predetermined imaging positions P (shown in FIG. 6) (step S15). In step S15, when it is determined that the imaging of the elastic material 1 has been completed (“Y” in step S15), the next step S2 is performed. On the other hand, if it is determined that the imaging of the elastic material 1 has not been completed, the X-ray camera 7 is positioned at the next imaging position P (step S16), and the deformation steps S12 to S15 are performed again.
なお、変形工程Ｓ１２の工程Ｓ４２１（図１４に示す）では、転動している弾性材料１を停止させて、図１２及び図１３に示されるように、第１フレーム３３ａの空間３８ａ内に、第１突起部３２ａが配置されるとともに、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内に第２突起部３２ｂが配置される。これにより、この実施形態では、各撮影位置Ｐにおいて、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置から弾性材料１を転動させて、弾性材料１の転動中の特定位置（この実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置に当接するタイミング）で、弾性材料１の投影像を撮影することができる。従って、この実施形態では、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像を、複数の撮影位置Ｐで得ることができる。 In step S421 (shown in FIG. 14) of the deformation step S12, the rolling elastic material 1 is stopped and, as shown in FIGS. 12 and 13, in the space 38a of the first frame 33a, The first protrusion 32a is disposed, and the second protrusion 32b is disposed in the space 38b of the second frame 33b. Thereby, in this embodiment, at each photographing position P, the elastic material 1 is rolled from a specific position on the outer peripheral surface 61s of the drum 61, and a specific position during the rolling of the elastic material 1 (in this embodiment, elastic) The projection image of the elastic material 1 can be taken at a specific timing of the outer peripheral surface 1 s of the material 1 at a timing when the specific position of the outer peripheral surface 61 s of the drum 61 contacts the specific position of the outer peripheral surface 61 s of the drum 61. Therefore, in this embodiment, a projected image in a specific deformation state (deformation instant) can always be obtained at a plurality of shooting positions P.
次に、弾性材料１の投影像から弾性材料１の三次元像が構成される（工程Ｓ２）。図１５は、弾性材料１及びドラム６１の三次元像７０である。この工程Ｓ２では、前実施形態と同様の方法により、弾性材料１の三次元像７０を構築することができる。従って、工程Ｓ２では、特定の変形状態（この実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置に当接するタイミング）の三次元像７０を取得することができる。 Next, a three-dimensional image of the elastic material 1 is constructed from the projected image of the elastic material 1 (step S2). FIG. 15 is a three-dimensional image 70 of the elastic material 1 and the drum 61. In this step S2, a three-dimensional image 70 of the elastic material 1 can be constructed by the same method as in the previous embodiment. Therefore, in step S2, a three-dimensional image 70 in a specific deformation state (in this embodiment, a timing at which the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 contacts the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61) is acquired. be able to.
次に、弾性材料１の三次元像７０が観察される（工程Ｓ３）。この実施形態では、三次元像７０を観察することにより、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置に当接するタイミングにおいて、弾性材料１の変形状態（変形瞬間）を直接観察することができる。従って、この実施形態の観察方法では、弾性材料１を被当接面２３に転動させた実際の変形状態を観察できるため、弾性材料１の性能を、正確に評価することができる。 Next, the three-dimensional image 70 of the elastic material 1 is observed (step S3). In this embodiment, by observing the three-dimensional image 70, the deformation state (deformation) of the elastic material 1 at the timing when the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 abuts on the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61. (Instant) can be observed directly. Therefore, in the observation method of this embodiment, since the actual deformation state in which the elastic material 1 is rolled on the contacted surface 23 can be observed, the performance of the elastic material 1 can be accurately evaluated.
また、この実施形態の弾性材料１も、前実施形態と同様に、三次元像７０を強調して撮影するための標識粒子５２（図１１に示す）が配合されるのが望ましい。これにより、被当接面２３に摩擦させた弾性材料１の歪み分布を得ることができる。 Moreover, it is desirable that the elastic material 1 of this embodiment is also blended with marker particles 52 (shown in FIG. 11) for taking an image while emphasizing the three-dimensional image 70, as in the previous embodiment. Thereby, the strain distribution of the elastic material 1 rubbed against the contacted surface 23 can be obtained.
上記２つの実施形態では、変形工程Ｓ１２において、乾燥した被当接面２３に、弾性材料１が押し付けられるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、図８及び図１４に示されるように、弾性材料１を被当接面２３に押し付ける（工程Ｓ１２１、Ｓ４２１）のに先立って（又は、同時に）、弾性材料１と被当接面２３との間に、流体を供給する工程がさらに含まれてもよい。図１６は、流体６５を供給する工程を説明する斜視図である。 In the above two embodiments, the elastic material 1 is pressed against the dried contacted surface 23 in the deformation step S12, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 8 and 14, prior to (or simultaneously with) pressing the elastic material 1 against the contacted surface 23 (steps S121 and S421), the elastic material 1 and the contacted surface 23 In the meantime, a step of supplying a fluid may be further included. FIG. 16 is a perspective view illustrating a process of supplying the fluid 65.
この実施形態の観察方法では、第２当接台５４のドラム６１の下方に、流体６５が蓄えられた水槽６６が用いられる。水槽６６は、ドラム６１の外周面６１ｓの少なくとも一部が、流体６５に浸されるように配置されている。これより、ドラム６１は、電動機６０（図１３に示す）によって回転されることにより、ドラム６１の外周面６１ｓに流体６５が供給される。 In the observation method of this embodiment, a water tank 66 in which a fluid 65 is stored is used below the drum 61 of the second contact table 54. The water tank 66 is arranged so that at least a part of the outer peripheral surface 61 s of the drum 61 is immersed in the fluid 65. Accordingly, the drum 61 is rotated by the electric motor 60 (shown in FIG. 13), so that the fluid 65 is supplied to the outer peripheral surface 61 s of the drum 61.
従って、投影像を撮影する工程Ｓ１４では、被当接面２３との間に流体６５が介在する弾性材料１の投影像を撮影することができる。図１７は、流体６５が供給された被当接面２３及び弾性材料１の三次元像７１である。このような観察方法では、工程Ｓ３において、例えば、タイヤのウエット性能を評価するのに役立つ。流体６５としては、例えば、水、油、又は、バリウムやヨウ素等の物質からなる造影剤を含む溶液を採用することができる。 Therefore, in the step S14 of taking a projected image, it is possible to take a projected image of the elastic material 1 in which the fluid 65 is interposed between the contacted surface 23. FIG. 17 is a three-dimensional image 71 of the abutted surface 23 and the elastic material 1 supplied with the fluid 65. Such an observation method is useful for evaluating, for example, the wet performance of the tire in step S3. As the fluid 65, for example, water, oil, or a solution containing a contrast agent made of a substance such as barium or iodine can be employed.
なお、この実施形態では、流体６５を蓄える水槽６６によって、流体６５が供給される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、流体６５を供給するチューブ（図示省略）によって、図１又は図１２に示される被当接面２３に供給されるものでもよい。 In this embodiment, the case where the fluid 65 is supplied by the water tank 66 that stores the fluid 65 is illustrated, but the embodiment is not limited thereto. For example, it may be supplied to the contacted surface 23 shown in FIG. 1 or 12 by a tube (not shown) for supplying the fluid 65.
また、上記実施形態では、弾性材料１が円筒状のゴム材である場合が例示されたが、これに限定されるわけではなく、例えば、矩形状に形成されたゴム材や、自動車等に用いられるタイヤであってもよい。 Moreover, although the case where the elastic material 1 was a cylindrical rubber material was illustrated in the said embodiment, it is not necessarily limited to this, For example, it uses for the rubber material formed in rectangular shape, a motor vehicle, etc. It may be a tire.
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。 As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.
図１に示した第１押圧具、第１当接台、及び、Ｘ線カメラを用いた処理手順（図５、図７及び図８に示す）に従って、直線往復運動中の弾性材料において、特定の変形状態（弾性材料の圧縮変形が最大となる状態）の弾性材料が観察された（実施例１）。さらに、標識粒子がさらに配合された弾性材料において、特定の変形状態の弾性材料が観察された（実施例２）。 According to the processing procedure (shown in FIGS. 5, 7, and 8) using the first pressing tool, the first contact table, and the X-ray camera shown in FIG. An elastic material in a deformed state (a state in which the compressive deformation of the elastic material is maximized) was observed (Example 1). Furthermore, in the elastic material further blended with the labeled particles, an elastic material in a specific deformation state was observed (Example 2).
図１２に示した第２押圧具、第２当接台、及び、Ｘ線カメラを用いた処理手順（図５、図７及び図１４に示す）に従って、転動中の弾性材料において、特定の変形状態（弾性材料の外周面の特定位置が、ドラムの外周面の特定位置に当接するタイミング）の弾性材料が観察された（実施例３）。実施例１〜実施例３の共通仕様は次のとおりである。
弾性材料：
外径Ｄ１：６０mm
幅Ｗ１：１０mm
実施例１及び実施例３の弾性材料の配合：
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：１００質量部
カーボンブラック：５０質量部
硫黄：２質量部
加硫促進剤：１．５質量部
実施例２の弾性材料の配合：
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：１００質量部
カーボンブラック：５０質量部
硫黄：２質量部
加硫促進剤：１．５質量部
識別粒子（アルミナ粒子）：２０質量部
実施例３のドラム：
外径Ｄ３：１２０mm
According to the processing procedure (shown in FIGS. 5, 7, and 14) using the second pressing tool, the second contact table, and the X-ray camera shown in FIG. An elastic material in a deformed state (timing at which the specific position on the outer peripheral surface of the elastic material abuts on the specific position on the outer peripheral surface of the drum) was observed (Example 3). The common specifications of Examples 1 to 3 are as follows.
Elastic material:
Outer diameter D1: 60mm
Width W1: 10mm
Formulation of elastic materials of Example 1 and Example 3:
Styrene butadiene rubber (SBR): 100 parts by mass Carbon black: 50 parts by mass Sulfur: 2 parts by mass Vulcanization accelerator: 1.5 parts by mass Formulation of elastic material of Example 2:
Styrene butadiene rubber (SBR): 100 parts by mass Carbon black: 50 parts by mass Sulfur: 2 parts by mass Vulcanization accelerator: 1.5 parts by mass Identification particles (alumina particles): 20 parts by mass Drum of Example 3:
Outer diameter D3: 120mm
実施例１の三次元像を図９及び図１０に示す。実施例２の三次元像を図１１に示す。実施例３の三次元像を図１７に示す。 The three-dimensional image of Example 1 is shown in FIGS. A three-dimensional image of Example 2 is shown in FIG. A three-dimensional image of Example 3 is shown in FIG.
実施例１の観察方法では、特定の変形状態（本実施形態では、弾性材料の圧縮変形が最大となる状態）の三次元像を取得することができ、弾性材料の性能を正確に評価することができた。 In the observation method of Example 1, it is possible to acquire a three-dimensional image in a specific deformation state (in this embodiment, a state in which the compression deformation of the elastic material is maximized), and accurately evaluate the performance of the elastic material. I was able to.
さらに、実施例２の観察方法では、実施例１の観察方法に比べて、三次元像５１を強調して表示でき、弾性材料の性能をより正確に評価することができた。また、実施例３の観察方法では、被当接面を転動する弾性材料の三次元像を取得することができ、弾性材料の転動性能を正確に評価することができた。 Furthermore, in the observation method of Example 2, the three-dimensional image 51 can be emphasized and displayed as compared with the observation method of Example 1, and the performance of the elastic material can be evaluated more accurately. In the observation method of Example 3, a three-dimensional image of the elastic material that rolls on the contacted surface can be acquired, and the rolling performance of the elastic material can be accurately evaluated.
１ 弾性材料
５１ 三次元像
Ｓｇ３ 撮影信号
Ｐ 撮影位置
1 Elastic material 51 Three-dimensional image Sg3 Shooting signal P Shooting position
Claims (10)
前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する撮影工程と、
前記投影像から前記弾性材料の三次元像を構成する工程と、
前記三次元像を観察する工程とを含み、
前記撮影工程は、
弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形工程と、
前記１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する工程と、
前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の前記投影像を撮影する工程とを、前記各撮影位置で行うことを特徴とする弾性材料の変形の観察方法。 A method for observing deformation of an elastic material comprising rubber or elastomer comprising:
A photographing step of photographing at least a part of the projected image of the elastic material at a plurality of photographing positions around the axis from a direction orthogonal to an arbitrary axis of the elastic material;
Forming a three-dimensional image of the elastic material from the projected image;
Observing the three-dimensional image,
The photographing process includes
A deformation step of deforming the elastic material at a predetermined cycle;
Outputting a shooting signal at a predetermined specific timing in the one cycle;
A method for observing deformation of an elastic material, wherein the step of photographing the projected image of the elastic material based on the photographing signal is performed at each photographing position.
この回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とによって行われる請求項３に記載の弾性材料の変形の観察方法。 The step of outputting the imaging signal includes a rotational position detector that detects a specific position during linear reciprocation of the elastic material;
The method for observing deformation of an elastic material according to claim 3, which is performed by a pulse generator that outputs a pulse signal based on a detection signal of the rotational position detector.
前記変形工程は、前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる第２押圧具により行われる請求項１記載の弾性材料の変形の観察方法。 The elastic material has a circular outer peripheral surface,
The method of observing deformation of an elastic material according to claim 1, wherein the deformation step is performed by a second pressing tool that rolls while pressing the outer peripheral surface of the elastic material onto a contacted surface.
この回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とによって行われる請求項６に記載の弾性材料の変形の観察方法。 The step of outputting the imaging signal includes a rotational position detector that detects a specific position during rolling of the elastic material;
The method for observing deformation of an elastic material according to claim 6, which is performed by a pulse generator that outputs a pulse signal based on a detection signal of the rotational position detector.
前記パルス信号が前記シャッタートリガーに入力される請求項４又は７に記載の弾性材料の変形の観察方法。 The step of taking the projected image is performed by an X-ray camera having a shutter trigger,
The method for observing deformation of an elastic material according to claim 4 or 7, wherein the pulse signal is input to the shutter trigger.
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