JP7127786B2 - 変形試験器 - Google Patents
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Description
そこで、本開示において、変形試験に供される試験体に破壊等が生じる兆候を破壊等の前に検出することができる変形試験器を提供する。
本開示において、変形試験器(以下「本試験器」という。)は、各回で試験体に同じ変形を生じさせると想定される変形サイクルを複数回実施する変形試験を行うと共に、試験体に生じる変形が変形サイクルの実施回数の増加に伴い変化することを検出する変形試験器であって、試験体を撮像した撮像データを生成する撮像手段(又は撮像装置、カメラ等)と、試験体に生じる変形の基準とする変形サイクルの実施回数である基準回数において撮像手段が試験体を撮像した基準撮像データ又は基準撮像データに基づいて算出される基準回数における試験体の変形状態を示す基準回数変形データである基準データを記憶する基準データ記憶手段(又は基準データ記憶ユニット)と、基準撮像データに基づいて基準回数変形データを算出する基準回数変形データ算出手段(又は基準回数変形データ算出ユニット)と、基準回数よりも多い実施回数である検出回数において試験体を撮像した検出撮像データに基づいて検出回数における試験体の変形状態を示す検出回数変形データを算出する検出回数変形データ算出手段(又は検出回数変形データ算出ユニット)と、基準回数変形データ及び検出回数変形データに基づき、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出する変化検出手段(又は変化検出ユニット)と、を含んでなる、変形試験器であってもよい。
撮像手段は、試験体を撮像した撮像データを生成する。
基準回数変形データ算出手段は、基準撮像データに基づいて、基準回数における試験体の変形状態を示す基準回数変形データを算出する。
基準データ記憶手段は基準データを記憶する。基準データは、基準撮像データ又は基準回数変形データである。即ち、基準データ記憶手段は、基準撮像データそのものを記憶しても良い。また、基準回数変形データ算出手段により算出された基準回数変形データを記憶するようにしてもよい。なお、基準データとして基準撮像データを基準データ記憶手段が記憶する場合は、後に基準データ記憶手段から基準撮像データを読み出し、該読み出した基準撮像データに基づき基準回数変形データ算出手段は基準回数変形データを算出する。また、基準データとして基準回数変形データを基準データ記憶手段が記憶する場合は、基準回数変形データ算出手段は、予め基準撮像データに基づいて基準回数変形データを算出し、該算出された基準回数変形データを基準データとして基準データ記憶手段は記憶する。
検出回数変形データ算出手段は、検出撮像データに基づいて、検出回数における試験体の変形状態を示す検出回数変形データを算出する。
変化検出手段は、基準回数変形データ及び検出回数変形データに基づき、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出する。
以上のようにして、本試験器は、試験体に生じる基準回数における変形に比して、試験体に生じる検出回数における変形が変化することを検出してもよい。そして、変形試験に供される試験体に破壊等が生じる兆候を破壊等の前に検出することができる。
基準数式導出手段が、基準撮像データに基づき試験体の形状を示す数式である基準数式を導出する。基準数式は、種々のものが採用できるが、例えば、基準撮像データに直交座標をとり、両座標の一方の値を他方の値のn次式(nは1以上の整数)にて表すようなものを挙げることができる。基準変形度合算出手段は、基準数式に基づき試験体の少なくとも2以上の部分における変形度合を示す基準変形度合を算出する。そして、基準変形度合選択手段は、基準変形度合算出手段により算出される該少なくとも2以上の基準変形度合から変形度合が最も大きいと判断されるものを基準回数変形データとして選択する。こうすることで、基準撮像データに基づき作成された基準数式を用い、試験体の異なる部分の基準変形度合を算出することができる。そして、そのうち変形度合が最も大きいと判断されるものを基準回数変形データとすることができる。従って、基準回数における変形のうち大きな変形を生じている試験体の部分の変形状態を示す基準回数変形データとすることができる。そして、破壊等が生じやすい大きな変形を生じている試験体の部分の状態に基づき破壊等が生じる兆候をうまく検出することができる。
検出数式導出手段が、検出撮像データに基づき試験体の形状を示す数式である検出数式を導出する。検出数式は、基準数式と同様、種々のものが採用できるが、例えば、検出撮像データに直交座標をとり、両座標の一方の値を他方の値のn次式(nは1以上の整数)にて表すようなものを挙げることができる。検出変形度合算出手段は、検出数式に基づき試験体の少なくとも2以上の部分における変形度合を示す検出変形度合を算出する。そして、検出変形度合選択手段は、検出変形度合算出手段により算出される該少なくとも2以上の検出変形度合から変形度合が最も大きいと判断されるものを検出回数変形データとして選択する。こうすることで、検出撮像データに基づき作成された検出数式を用い、試験体の異なる部分の検出変形度合を算出し、そのうち変形度合が最も大きいと判断されるものを検出回数変形データとすることができる。従って、検出回数における変形のうち大きな変形を生じている試験体の部分の変形状態を示す検出回数変形データとすることができる。そして、破壊等が生じやすい大きな変形を生じている試験体の部分の状態に基づき破壊等が生じる兆候をうまく検出することができる。
曲率(曲率半径の逆数)又は曲率半径は、試験体の変形状態をうまく示すことができる。そして、これを検出回数変形データ及び基準回数変形データとすれば、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することをうまく検出することができる。そして、変形試験に供される試験体に破壊等が生じる兆候を効率よく検出することができる。
このように検出回数変形データAと基準回数変形データBとの一方に対する他方の割合((A/B)又は(B/A))である変化割合によって、変形の変化を検出することができる。そして、どの程度の大きさの変化が生じているかを的確に検出できる。変形試験に供される試験体に破壊等が生じる兆候をうまく検出することができる。
検出回数変形データと基準回数変形データとの一方に所定の値Cを乗じた値又は一方から所定の値Cを除した値(例えば該一方がAであれば(C×A)又は(A/C))と、前記他方(例えば該一方がAであれば、B)と、の大小を判断することで、試験体に破壊等が生じる兆候を検出する際の変化割合の閾値(Cや(1/C))を用いて判断できる。
こうすることで試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出すると、変形試験が中止され得る。破壊等が生じる兆候を破壊等の前に検出し(変形試験中止)、その検出後に、変形試験に供される試験体を観察することができる。例えば、試験体が破壊したり大きな塑性変形を生じる過程を観察することができる。
撮像手段はサイクル進度が同一又は異なるサイクルにおいて異なる撮像タイミングで撮像する場合、サイクル進度が大きく異なる撮像タイミングで撮像された基準撮像データ及び検出撮像データに基づき変形の変化を検出することは困難なこともある。例えば、1の変形サイクル中にサイクル進度によって試験体に生じる変形が大きく変化するような場合では、ほぼ同じサイクル進度における基準撮像データ及び検出撮像データに基づき変形の変化を検出してもよい。なお、サイクル進度とは、1の変形サイクル内において動作がどの程度進行しているかを示す経過度合をいってもよい。例えば、変形サイクル開始を0%とし、変形サイクル完了を100%とすれば、サイクル進度は例えば46%や73%等のように示すこともできる。また、この46%や73%等の算出は、変形サイクルにおける試験体の変形量を基準としてもよい。例えば、試験体の異なる2の位置を相対的に変位させる変形サイクルであれば、1の変形サイクル全体での該2の位置の相対的変位量の合計Q1に対する、変形サイクル開始からそれまでの該2の位置の相対的変位量の合計q1の割合((q1/Q1)×100)%とすることもできる。また、変形サイクルの経過時間を基準とすることもできる。1の変形サイクルの必要時間をQtとすれば、変形サイクル開始からそれまでに経過した時間qtがQtに対してなす割合((qt/Qt)×100)%とすることもできる。また、撮像手段の撮像タイミングが異なるサイクル進度であることは、同一の変形サイクル内においてサイクル進度が異なるタイミングで撮像する場合や、異なる変形サイクル内においてサイクル進度が異なるタイミングで撮像する場合のいずれも含む。例えば、503回目の変形サイクルにおいて40%と50%との2つのサイクル進度において撮像する。そして、例えば、503回目の変形サイクルにおいて40%のサイクル進度において撮像すると共に、506回目の変形サイクルにおいて50%のサイクル進度において撮像する。
このように撮像手段はサイクル進度が同一又は異なるサイクルにおいて異なる撮像タイミングで撮像する場合、サイクル進度が近い撮像タイミングで撮像された基準撮像データ及び検出撮像データに基づき変形の変化をうまく検出することができる。即ち、基準データ記憶手段は、基準データを該基準データに係る撮像時のサイクル進度である基準撮像サイクル進度と関連付けて記憶する。対象基準データ読み出し手段は、検出撮像データに係る撮像のサイクル進度である検出撮像サイクル進度と同じか又は最も近い基準撮像サイクル進度と関連付けられた基準データを基準データ記憶手段から読み出す。そして変化検出手段が、対象基準データ読み出し手段により読み出される基準データ(検出撮像サイクル進度に近い基準撮像サイクル進度に係る基準データ)に基づく基準回数変形データに基づき検出する。
こうすることで関連付けデータ生成手段が関連付けデータを生成する。関連付けデータは、撮像手段が撮像する撮像データと、該撮像データの撮像時に係る変形動作情報と、が関連付けられたデータであり、さらに変形動作情報は、変形試験における変形サイクル回数及びサイクル進度に関する情報を含む。そして基準データ記憶手段は、関連付けデータ生成手段が生成した関連付けデータに含まれるサイクル進度を基準撮像サイクル進度として該関連付けデータを記憶するので、基準データ記憶手段は、基準データを該基準データに係る撮像時の基準撮像サイクル進度と確実に関連付けて記憶することができる。
こうすることで、関連付けデータが含む変形サイクル回数が基準回数と同じ場合には関連付けデータを基準データとして基準データ記憶手段が確実に記憶することができる。
こうすることで関連付けデータが含む変形サイクル回数が基準回数と異なる場合には該関連付けデータを、基準データと異なる通常データとして記憶するので、基準データ以外の関連付けデータも記憶され、変形試験における試験体の状況を記憶することができ、後に該状況を確認することもできる(通常データは、必要に応じて読み出されるようにしてもよい。)。
こうすることで、データ特定情報受付手段がデータ特定情報を受け付ける。データ特定情報は、通常データ及び基準データとして記憶する関連付けデータの変形サイクル回数及びサイクル進度を示すものであり、このデータ特定情報に合致する変形サイクル回数及びサイクル進度に係る関連付けデータを基準データ記憶手段は通常データ又は基準データとして記憶する。これにより記憶する関連付けデータをその変形サイクル回数及びサイクル進度により指定できるので、必要な関連付けデータのみを基準データ記憶手段に効率的に記憶させることができる。
撮像判断手段は、変形試験における変形サイクル回数及びサイクル進度がデータ特定情報に合致するか否か判断する。撮像命令手段は、撮像判断手段により変形試験における変形サイクル回数及びサイクル進度がデータ特定情報に合致すると判断される場合には、撮像手段に撮像を命令する(該命令を受けた撮像手段は撮像する)。そして基準データ記憶手段は、撮像命令手段による命令により撮像手段が撮像した撮像データを含む関連付けデータを記憶する。これによって基準データ記憶手段に記憶される撮像データのみを撮像手段が撮像するので、撮像手段の負荷を減少し、基準データ記憶手段が、データ特定情報受付手段により受け付けられたデータ特定情報に合致する関連付けデータを通常データ又は基準データとして記憶することができる。
記憶要否判断手段が、関連付けデータが含む変形動作情報がデータ特定情報に合致するか否か判断する。そして、基準データ記憶手段は、記憶要否判断手段により変形動作情報がデータ特定情報に合致すると判断される場合、該関連付けデータを記憶する。これにより撮像手段への撮像命令等を要することなく(撮像手段との信号のやりとりを簡易化できる)、基準データ記憶手段が、データ特定情報受付手段により受け付けられたデータ特定情報に合致する関連付けデータを通常データ又は基準データとして記憶することができる。
判断対象条件受付手段は判断対象条件を受け付ける。判断対象条件は、試験体に生じる変形が変化するかどうか判断する変形サイクル回数及び/又はサイクル進度を特定するものであり、変形の変化を判断すべき検出撮像データを指定するものである。例えば、判断対象条件は、撮像手段が同一のサイクル進度にて撮像する場合は変形サイクル回数のみで足り、変形サイクル回数を問わず毎回変形の変化を判断するのであればサイクル進度のみで足りるが、変形サイクル回数及びサイクル進度の両方を特定するようにしてもよい。そして、判断対象条件受付手段が受け付けた判断対象条件に合致する変形動作情報を含む関連付けデータが生成されるときは、試験体に生じる変形が変化するかどうか判断するが、判断対象条件に合致しない変形動作情報を含む関連付けデータが生成されるときは判断しないため、不要な判断動作を省略することができる。
要否信号発生手段が要否信号を発する。要否信号は、関連付けデータに含まれる変形動作情報が、判断対象条件受付手段が受け付けた判断対象条件に合致するか否かを示す信号である。そして、要否信号発生手段が発生する要否信号に従い、試験体に生じる変形が変化するかどうか判断するか否かが決されるので、要否信号発生手段が変形動作情報が判断対象条件に合致するか否かを判断し発する要否信号に基づき判断の有無が確実に決められる。
こうすることで、要否信号発生手段が、要否信号を変化検出手段に送信することで、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出する変化検出手段が、該送信された要否信号を確実に受信し、試験体に生じる変形が変化することを検出するか否かを確実に決することができる。
このように関連付けデータに含まれる変形動作情報が判断対象条件に合致しない場合には、検出回数変形データ算出手段が検出回数変形データを算出しないので、検出回数変形データの不要な算出動作を省略することができる。
このように関連付けデータに含まれる変形動作情報が判断対象条件に合致しない場合には、対象基準データ読み出し手段が基準データ記憶手段から基準データを読み出さないで、対象基準データ読み出し手段の不要の読み出し動作を省略することができる。
試験体を通過する仮想の直線である折り曲げ線の周りに試験体を折り曲げる変形サイクルを繰り返す変形試験の場合、折り曲げ線と略平行から試験体を観察することで試験体に生じる変形の状況を的確に把握できやすくすることができる。このため撮像手段の撮像方向が折り曲げ線と略平行になるようにすることで、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを確実に検出することができる。なお、撮像手段の撮像方向が折り曲げ線と略平行とは、撮像手段の撮像の光軸が折り曲げ線と同一直線上に存する場合も含み、そのようにすることで変形の変化を的確に検出することができる。
フィルム状又はシート状をなす試験体において、フィルム状又はシート状の主表面に折り曲げ線が存するように変形試験を行う場合、撮像手段の撮像方向が折り曲げ線と略平行になるようにすることで、試験体に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することをうまく検出することができる。また、かかる場合に撮像手段の撮像の光軸が折り曲げ線と同一直線上に存するようにすれば、フィルム状又はシート状をなす試験体の変形の変化を確実に検出することができる。
このように照明手段が、撮像手段とは試験体を挟んで反対方向から折り曲げ線に平行に試験体を照らすことで、折り曲げ線と略平行な撮像方向による撮像において試験体に生じる変形が変化することをうまく検出することができる。なお、折り曲げ線に平行に試験体を照らすとは、照明手段の照明方向が折り曲げ線と同一直線上に存する場合も含み、そのようにすることで変形の変化を的確に検出することができる。また、試験体が、折り曲げ線を含む主表面を有するフィルム状又はシート状をなす場合にも、照明手段の照明方向が折り曲げ線と同一直線上に存するようにすることで、フィルム状又はシート状をなす試験体の変形の変化をうまく検出することができる。
第1取付板は、第1取付面と、第1取付面の縁部である第1縁部と、を有する。第1取付面は、試験体が取り付けられる面であり、例えば、シート状、フィルム状、膜状、板状等のように主表面を有する試験体が、該主表面の一部が第1取付面に接着等によって取り付けられる。第1縁部は、第1取付面の縁部であって第1線分上に存する真っ直ぐな縁である。
第2取付板は、第2取付面と、第2取付面の縁部である第2縁部と、を有する。第2取付面は、試験体が取り付けられる面であり、例えば、シート状、フィルム状、膜状、板状等のように主表面を有する試験体が、該主表面の一部が第2取付面に接着等によって取り付けられる。第2縁部は、第2取付面の縁部であって第2線分上に存する真っ直ぐな縁である。
このような第1取付板の第1取付面と、第2取付板の第2取付面と、に試験体が取り付けられ、第1縁部と第2縁部との間に試験体が架け渡される。
支持手段は、(a)第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動可能であること、(b)第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動可能であること、のうち一方又は両方が満たされるように第1取付板と第2取付板とを支持する。この(a)(b)の一方又は両方の回動を生じても、試験体が架け渡される隙間が第1縁部と第2縁部との間に形成されると共に、第1線分と第2線分とが互いに平行で両線分の相対的位置が保持される。なお、第1線分と第2線分との両線分の相対的位置は、両線分間の距離や、両線分の一方に対する他方の、両線分の平行方向に関する位置(該一方を含む直線に該他方が含まれるように平行移動させた際、該一方に対する該平行移動させた他方の位置)を含む。
回動手段は、(c)第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動させること、(d)第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動させること、のうち一方又は両方を行う。
そして、第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動させ、及び/又は、第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動させることで、第1縁部と第2縁部との間に存する試験体の部分を変形させることで変形試験が行われる。
かかる変形試験において、第1線分と第2線分とを2辺とする仮想上の四角形である対象領域の絶対位置が変化する。しかしながら、この変形試験における対象領域の絶対位置の変化に関わらず、撮像手段に対する対象領域の相対的位置が略同じにされる。
そして、撮像手段から見て、対象領域(第1縁部と第2縁部との間に存する試験体の部分(変形を生じる部分)が対象領域の近くに存在する。)の相対的位置(距離、方向)が略同じに保たれるので、変形試験における対象領域の絶対位置が変化しても、第1縁部と第2縁部との間に存する試験体の部分に対する撮像手段の相対的な位置(距離、方向)がほぼ同じに保たれることから、撮像手段よって試験体に生じる変形の状況をうまく撮影することができ、基準回数と検出回数との間で変形が変化することをうまく検出することができる。
このように撮像手段を、絶対位置が変化する第1縁部及び/又は第2縁部に取り付けるという簡単な構成によって、第1線分と第2線分とを2辺とする対象領域の絶対位置変化に合わせて撮像手段の絶対位置を変化させ、撮像手段に対する対象領域の相対的位置を略同じに保つことができる。なお、絶対位置が変化する第1縁部及び/又は第2縁部への撮像手段の取付は、直接的(他の物を介することなく取り付ける)及び間接的(他の物を介して取り付ける)のいずれであってもよい。
支持手段は、試験体が架け渡される隙間が第1縁部と第2縁部との間に形成されるように、第1線分と第2線分とが互いに平行で相対的位置を保持しつつ、第1取付板を第2線分に対して相対的に第1線分を中心に回動可能であり、及び/又は、第2取付板を第1線分に対して相対的に第2線分を中心に回動可能であるように、第1取付板と第2取付板とを支持するものであるが、支持手段は両縁部位置関係保持部材を有するようにしてもよい。即ち、両縁部位置関係保持部材は、第1取付板及び第2取付板が直接的又は間接的に取り付けられるが、第1取付板に対し第1直線(第1線分を含む)の周りに回動可能に第1取付板が直接的又は間接的に取り付けられると共に、第2取付板に対し第2直線(第2線分を含む)の周りに回動可能に第2取付板が直接的又は間接的に取り付けられる。そして、両縁部位置関係保持部材は、第1取付板に対する回動可能な軸である第1直線と、第2取付板に対する回動可能な軸である第2直線と、の間の距離を一定に保持する。かかる両縁部位置関係保持部材を支持手段が有することで、支持手段を簡単に構成することができる。
そして、撮像手段が、第1線分及び第2線分と共に動く両縁部位置関係保持部材に取り付けられることで、第1線分と第2線分とを2辺とする対象領域の絶対位置変化に合わせて撮像手段の絶対位置をうまく変化させて、撮像手段に対する対象領域の相対的位置を略同じに保つことができる。なお、撮像手段の両縁部位置関係保持部材への取付は、直接的(他の物を介することなく取り付ける)及び間接的(他の物を介して取り付ける)のいずれであってもよい。
説明及び理解を容易にするため、互いに直交する3軸であるX軸、Y軸及びZ軸を用い(これら3軸の方向を図中にX、Y及びZとして示す。)、Z軸に垂直な平面をXY面といい、X軸に垂直な平面をYZ面といい、Y軸に垂直な平面をXZ面という。
試験器本体11は、大まかには、中空の直方体形状をなすフレーム部21と、フレーム部21の上面に取り付けられたガイドレール31a、31b(Y軸方向に延びる。)と、Y軸方向にスライド自在にガイドレール31a、31bに取り付けられた一方支持軸部41と、一方支持軸部41が有する一方支持軸43に取り付けられた一方試験片取付部51と、フレーム部21の右側面に固定された駆動部61と、フレーム部21に対して回動自在に支持される駆動軸73と、駆動軸73に回動不可能に取り付けられた他方試験片取付部81と、一方試験片取付部51を回動させるリンク部91と、を含んでなる。
一方取付板55は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面55aの4の縁部のうちの1の縁部55ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、後述の試験片の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、一方試験片取付部51が一方支持軸43の回動に伴って回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
そして、前述の如く、駆動軸73の基端が駆動部61に取り付けられることで、駆動軸73は、所定の回動角度、回動速度及び回動回数によりその中心軸の周りに正逆に回動する。
他方取付板85は、両主表面が同じ長方形状をなしており、該両主表面の一方である上面85aの4の縁部のうちの1の縁部85ae(該4の縁部のX軸に平行な2の縁部のもののうち、試験片の折り曲げ部分に近い方の縁部)は、他方試験片取付部81が駆動軸73の回動に伴って回動しても、X軸に常に平行な状態が保たれる。
なお、他方試験片取付部81の駆動軸73の周りの所定の回動位置(図1~図11)における上面85aと、一方試験片取付部51の一方支持軸43の周りの所定の回動位置(図1~図11)における上面55aと、は、XY面に平行(z軸に垂直)な一平面に属するよう位置している。
また、上面85a及び上面55aには、シート状又はフィルム状の試験片が、試験片の主表面が接着されることにより取り付けられる。
このように連結部材94及び連結部材96はいずれも、縁部85aeが含まれる直線に含まれる回動軸の周りに回動自在にブロック97a、97bに取り付けられると共に、縁部55aeが含まれる直線に含まれる回動軸の周りに回動自在にブロック98a、98bに取り付けられており、駆動軸73の回動に伴ってブロック97a、97bが回動すると、縁部85aeと縁部55aeとの間の距離は一定かつ縁部85aeと縁部55aeとの間は平行のまま、一方取付板55も回動する。駆動軸73の回動に伴って他方取付板85が回動しても、連結部材94、96の長手方向はZ軸に平行に保たれ、縁部55aeと縁部85aeとを含む平面は常にZ軸に対して垂直に保たれる(縁部55aeと縁部85aeとを含む平面は、他方取付板85の回動によって平行移動する。なお、縁部55aeと縁部85aeとは、同じXY面に常に存する。)。
なお、この一方取付板55の回動に従って、一方支持軸部41はガイドレール31a、31bに沿ってスライド移動する。
まず、図11の状態においては、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとは、Z軸に垂直な同一平面にほぼ属しており、上面85aと上面55aとに接着され取り付けられる試験片(フィルム状。図示を省略している。)は平面に沿った真っ直ぐな状態になっている。
駆動軸73の正方向への回動は、図11の状態から図12の状態を経由して図13の状態(図13の状態では、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとが互いに面した状態で略平行になっている。)に至るまで回動する(図13の状態で該回動は停止する。)。図13の状態においては、他方取付板85の上面85aと一方取付板55の上面55aとに接着されて取り付けられた試験片(図示を省略している)が折り畳まれた状態になる。
このような試験片の折り畳み試験においては、特開2019-39743号公報における図8のように、縁部85ae、55aeは、常に平行でありその間の距離Kが一定に保たれると共に、Z軸に垂直な一平面に属する。また、試験片の折り畳み試験において、縁部85ae、55aeからの距離が等しくY軸に垂直な平面Pに対して、上面85aと上面55aとは常に面対称になっている。そして、試験器本体11は、特開2019-39743号公報における段落番号0038~0039及び図8に記載のような特徴を有する。
以上のように、試験器本体11は、特開2019-39743号公報において開示された「第1本試験器11」と同様の構成を有しているが、特開2019-39743号公報において開示された「第2実施形態に係る変形試験器(第2本試験器)211」のような構成とすることもできる。
かかる支持部311は、連結部材94、96に取り付けられているので、上述の試験片の折り畳み試験において連結部材94、96がZ軸方向に往復動すると、連結部材94、96の往復動と一緒にZ軸方向に往復動する。
このようなカメラ支持部361に取り付けられたカメラ381は、X軸方向(取付スリット323hに沿った第1部362の位置調整)、Y軸方向(第2部363に対する第3部364の位置調整)、Z軸方向(第1部362に対する第2部363の位置調整)及びZ軸と平行な軸の周りの回動位置(第3部364に対する第4部365の回動位置調整)を自由に調整できる(これらを好適な位置に調節後、固定する。)。
図19(a)から(c)に、カメラ381が撮像した画像の例を模式的(撮像した画像のうち、一方取付板55と、他方取付板85と、上面85a及び上面55aに取り付けられた試験片101と、を示し、それ以外のものの図示を省略している。)に示す。詳細には、図19(a)は図15の状態においてカメラ381が撮影した画像を示し、図19(b)は図16の状態においてカメラ381が撮影した画像を示し、そして図19(c)は図17の状態においてカメラ381が撮影した画像を示している。フィルム状の試験片101が、その一主表面が平面に沿っている際に、該一主表面に存する互いに平行な両直線に平行に縁部55ae、85aeが存在するように、試験片101は上面85a及び上面55aに接着され取り付けられている。そして、上面85aと上面55aとに取り付けられた試験片101は、互いに平行でありかつ距離が一定の縁部85ae、55aeを中心に平面P(縁部85ae、55aeからの距離が等しくY軸に垂直な平面。図19(a)参照。)に面対称に回動する2の上面85a、55aの間で折り曲げられる。この図19の(a)→(b)→(c)→(b)→(a)の動作によって、試験片101の折り曲げ試験の1サイクル(1の変形サイクル)が実行される。尚、この図から分かるように、折り曲げられることにより縁部55aeと縁部85aeとの間に架け渡された試験片101の部分が変形し、側面視において後述する曲率(又は曲率半径)を構成する。この変形により、平面P近傍において、最大の曲率(又は曲率半径)が生じやすいと考えられる。
まず、第1実施形態の制御部201について説明する。制御部201は、試験片101の折り曲げ試験を行うべく上述の試験器本体11を制御すると共に、撮影部301のカメラ381により撮像された撮像データを解析する。
図20は、制御部201のハードウエア構成を示す概略ブロック図である。図20を参照して、制御部201のハードウエア構成について説明する。第1実施形態の制御部201は、プログラムを内蔵させたコンピュータと、それに接続された入出力ユーザIF213(例えば、タッチパッド)及び大容量の記憶装置であるSSD(Solid State Drive)219とを含んでなる。該コンピュータは、演算処理を行うCPU210a、CPU210aの作業領域等となるRAM210b、制御プログラム等を記録するROM210c及び情報のやり取りを行うためのインターフェイス210dを含んでなり、情報のやり取りを行うためのインターフェイス210dを介して、情報を入出力するためのタッチパッド等のユーザ入出力インターフェース213と、情報等を記憶するための大容量のSSD219と、が接続されている。そして、制御部201は、カメラ381及び駆動部61と自由にデータを送受信できる。
制御部201は、折り曲げ試験が行われつつある試験片101のカメラ381により撮影される画像データ(現画像)を、それ以前にカメラ381により撮影された所定の画像データ(基準画像)と比較し、それらの間に生じる差異を検出し、駆動部61を停止(試験器本体11を制御)させるものである。制御部201は、この現画像と比較するのに用いる画像の候補(以下「記録画像」という。)を画像記憶部271に記憶する。この記録画像を撮像する条件が、記録条件であり、具体的には、折り曲げサイクルにおいて撮像する試験器の曲げ角度(上面55aが属する平面と、上面85aが属する平面と、がなす角度)の範囲(具体的には、該範囲の最小角度と最大角度とを指定する。)、撮像を開始する折り曲げサイクル回数(折り曲げ試験開始から数えて、撮像開始時の折り曲げサイクル回数)、そして撮像を実施する折り曲げサイクルの間隔(撮像開始・終了から数えて、次の撮像開始時の折り曲げサイクル回数)を指定するものである。従って、s507にて表示される入出力ユーザIF213の画面には、折り曲げサイクルにおいて撮像する試験器の曲げ角度の範囲の最小角度及び最大角度と、撮像開始の折り曲げサイクル回数と、撮像を実施する折り曲げサイクル数の間隔(例えば、周期)と、が入力可能になっている。例えば、折り曲げサイクルにおいて撮像する試験器の曲げ角度の範囲の最小角度を30度とすると共に最大角度を120度とし、撮像開始の折り曲げサイクル回数を50回とし、撮像を実施する折り曲げサイクル数の間隔を10回とすると、折り曲げ試験を開始して折り曲げサイクルが第50回目の折り曲げサイクル中の試験器の曲げ角度30~120度の範囲において撮像され、その次は折り曲げ試験開始から数えて折り曲げサイクルが第60回目の折り曲げサイクル中の試験器の曲げ角度30~120度の範囲において撮像される。
s511の後、指示入力部251は比較条件が入力されたか否か判断し(s513)、入力されたと判断した場合(YES)、指示入力部251は、これまでに入力された各条件を送信する(s515)。具体的には、指示入力部251は、試験条件を試験条件受付部253に送信し記憶させ、記録条件を記録条件受付部255に送信し記憶させ、そして比較条件を比較条件受付部257に送信し記憶させる。s513にて入力されたと判断しない場合(NO)にはs513に戻る。
また、指示入力部251から記録条件を受信した記録条件受付部255は、該受信した記録条件を記憶する(s525)と共に、試験器制御部259に記録条件を送信する(s527)。
試験器制御部259は、試験器が記録条件(撮像する試験器の曲げ角度の範囲、撮像の開始時の折り曲げサイクル回数、撮像の再実施時の折り曲げサイクルの間隔)で指定された動作状態にあるか否かを判断し(s529)、指定の動作状態にあると判断した場合(YES)は、カメラ381に対して撮像を開始する信号を送信し(s531)、s531にて信号を送信してから所定の時間(通常、s531にて信号を送信してからカメラ381が撮像を完了するまでの時間とする。例えば、s531にて信号を送信してからカメラ381が撮像を完了するまでの時間が0.1秒であれば、0.1秒前後をここの所定の時間とすればよい。)が経過したか否かを判断し(s533)、s531の信号送信から所定の時間が経過したと判断した場合(YES)には後述のs535へ行く。s533にてs531の信号送信から所定の時間が経過したと判断しない場合(NO)にはs533へ戻る。s529にて指定の動作状態にあると判断しない場合(NO)にはs535へ行く。なお、s533は、上述の「s531の信号送信から所定の時間が経過したか否か」に換えて「カメラ381による撮像が完了したか」(例えば、試験器制御部259が、カメラ381の撮像を完了したことを電気的に検知できるように、カメラ381と試験器制御部259との間で信号を送受信できるようにしてもよい。)の判断としてもよい。
試験器制御部259が、s537にて試験器の折り曲げ回数が上限折り曲げ回数に達していると判断した場合(YES)は、試験機を停止させる(s547)。
試験器制御部259が、s535にて両形状比較部269からの停止信号を受信したと判断した場合(YES)、停止信号と関係付けられて両形状比較部269から送信される現画像における最小曲率半径rm1、基準画像における最小曲率半径rm2と、試験片の厚みhから、下記の式1及び式2により、現画像における表面の最大歪み量em1、基準画像における表面の最大歪み量em2を算出する(s539)(これらrm1及びrm2については後述する。)。
(式1)em1=h/(2×rm1)
(式2)em2=h/(2×rm2)
試験器制御部259は、ここで求めたem1及びem2と、「停止信号受信」との文言と、その時点までの折り曲げ回数と、を入出力ユーザIF213に表示させる指示を指示入力部251に行い(s541)、このs541の指示を受けて入出力ユーザIF213はこれらを表示する(s543)。その後、試験器制御部259は駆動部61の動作を停止させる(s547)。
図26A及び図26Bは、この方程式を導出する方法を簡単に示す図であり、図26Aは、前述の図19の(c)を例として詳示している。撮影画像における所定方向にy軸及びz軸(両軸は互いに直交する)をとり、画像処理を用いて、図26Bにおける実線で示したように試験片101の外縁101c(試験片101の曲がっている外側の縁)を示す曲線101dに存するy座標及びz座標の対を抽出する。なお、撮影画像の鮮鋭度、背景との信号レベルの差異、S/Nなどに応じて、試験片101の内縁101f(試験片101の曲がっている内側の縁)を示す曲線101g(図26B中の点線)に存するy座標及びz座標の対を抽出するようにしてもよいし、試験片101の厚み方向での中心部(即ち、曲線101dと曲線101gとの中間)に存するy座標及びz座標の対を抽出するようにしてもよい。そして、試験片101の外縁101cを示す曲線101dに存するy座標及びz座標の対で示される点群から曲線101dを近似する曲線(yの多項式)を導き出すが、かかる処理は、いわゆるカーブフィッティングと呼ばれ、例えば最小2乗法が使用される。この処理は公知の技術であるのでここでは説明を省略する。s561にて情報付記画像データを受信したと判断しない場合(NO)は、s561に戻る。s563にて比較有効性信号が「有効」と判断しない場合(NO)は、s561に戻る。
s565にて方程式を導出した現画像形状認識部263は、該方程式を現画像曲率半径算出部265に送信する(s567)。
(式3)r=(1+f’(y)^2)^1.5/ABS(f’’(y))
ただし、式3中にて、f’は関数fの1次微分、f’’は関数fの2次微分、そしてABS(a)は、aの絶対値を示している。
現画像曲率半径算出部265は、このようにして算出した(y1、r1)、(y2、r2)、(y3、r3)・・・・・(yn、rn)(但しnは自然数)のようにy座標(y)とその位置の曲率半径(r)とを互いに関連付けた曲率半径情報を現画像最小曲率半径特定部267に送信する(s571)。ここで曲率半径を算出するy座標(y1からyn)は、画像に含まれる全範囲としてもよいし、折り曲げ時の曲げの中心部分に当たるy座標の周辺に限定してもよい。
s581にて情報付記画像データを受信したと判断しない場合(NO)には、s581に戻る。
s599にて方程式を導出した基準画像形状認識部275は、該方程式を基準画像曲率半径算出部277に送信する(s601)。該送信された方程式は基準画像曲率半径算出部277にて記憶される。
基準画像曲率半径算出部277は、このようにして算出した(y1、r1)、(y2、r2)、(y3、r3)・・・・・(yn、rn)(但しnは自然数)のようにy座標(y)とその位置の曲率半径(r)とを互いに関連付けた曲率半径情報を基準画像最小曲率半径特定部279に送信する(s605)。
曲率半径情報を受信した基準画像最小曲率半径特定部279は、前述のs573における現画像最小曲率半径特定部267と同様、基準画像曲率半径算出部277が算出した曲率半径のうちの最小値を特定する(s607)。
基準画像最小曲率半径特定部279はs607にて特定した最小曲率半径とそのときの座標yとを両形状比較部269に送信する(s609)。そして、s609の後、s581に戻る。
s611にて比較有効性信号が「有効」を示すものと判断しない場合(NO)は、s611に戻る。s613にて(ym、rm)を受信したと判断しない場合(NO)には、s613に戻る。s615にて(ym、rm)を受信したと判断しない場合(NO)にはs615に戻る。s617にてrm1が(z×rm2)以下と判断しない場合(NO)にはs611に戻る。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、前記一方(rm2)に所定の値zを乗じた値(z×rm2)又は前記一方から所定の値を除した値と、前記他方(rm1)と、の大小により、試験体(試験片101)に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出するものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、基準データ記憶手段(画像記憶部271)は、関連付けデータ生成手段(画像受付部261)が生成した関連付けデータ(情報付記画像データ)のうち、該関連付けデータ(情報付記画像データ)が含む変形サイクル回数(試験器の折り曲げサイクル回数)が基準回数と異なる場合には関連付けデータ(情報付記画像データ)を通常データとして記憶するものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、変形試験における変形サイクル回数及びサイクル進度(試験器の曲げ角度)がデータ特定情報(記録条件)に合致するか否か判断する撮像判断手段(s529における試験器制御部259)と、撮像判断手段(s529における試験器制御部259)により変形試験における変形サイクル回数及びサイクル進度(試験器の曲げ角度)がデータ特定情報(記録条件)に合致すると判断される場合には、撮像手段(カメラ381)に撮像を命令する撮像命令手段(s531における試験器制御部259)を備え、撮像命令手段(s531における試験器制御部259)による命令により撮像手段(カメラ381)が撮像した撮像データを含む関連付けデータ(情報付記画像データ)を基準データ記憶手段(画像記憶部271)は記憶するものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、要否信号発生手段(s591及びs593における画像記憶部271)は、要否信号(比較有効性信号)を変化検出手段(両形状比較部269)に送信し、変化検出手段(両形状比較部269)は、要否信号(比較有効性信号)に従い、試験体(試験片101)に生じる変形が変化することを検出するか否かを決するものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、関連付けデータ(情報付記画像データ)に含まれる変形動作情報(動作情報)が、判断対象条件受付手段(指示入力部251、比較条件受付部257)が受け付けた判断対象条件(比較条件)に合致しない場合には、対象基準データ読み出し手段(s595における画像記憶部271)が基準データ記憶手段(画像記憶部271)から基準データを読み出さないものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、試験体(試験片101)が、折り曲げ線を含む主表面を有するフィルム状又はシート状をなすものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、撮像手段(カメラ381)とは試験体(試験片101)を挟んで反対方向から折り曲げ線に平行に試験体(試験片101)を照らす照明手段(照明部351)をさらに備えてなるものである。
第1実施形態の制御部201を有する本試験器1においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83b、連結部材94、96)は、第1線分が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板85)が直接的又は間接的に取り付けられると共に、第2線分が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)が直接的又は間接的に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する両縁部位置関係保持部材(連結部材94、96)を有し、撮像手段(カメラ381)が、両縁部位置関係保持部材(連結部材94、96)に取り付けられるものである(ここでは間接的に取り付けられている。)。
以上述べてきた第1実施形態と同様な実施形態として、次のように述べることもできる。即ち、板状又はフィルム状の試験体に対して変形サイクルを複数回実施する変形試験において、試験体の未固定の変形対象部を挟んだ両側を固定する一方及び他方取付板と、前記変形サイクルにより前記取付板を回動させて変形対象部を一方向に曲げ・戻すように前記取付板を駆動する駆動部と、前記変形対象部を常に視野に入れることができるように前記一方及び他方取付板と連動するように固定される撮像装置と、駆動部及び撮像装置を制御する制御部と、を備え、前記撮像装置は、前記一方向に対して実質的に垂直な方向から前記試験体の変形対象部の実質的な側面を撮像することができ、前記制御部は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、RAM、ROM、SSD、HD等)と、周辺装置とのインターフェイスと、入出力装置と、を含み、前記プロセッサは、変形サイクルを開始する命令を駆動装置に送信し、第1の所定条件下で撮像装置により撮像された像を基準像と比較し、両像が所定差異以上に異なるか否かを判断し、異なると判断した場合に駆動装置に変形サイクルを停止する命令を送信する。ここで、第1の所定条件は、予め決められたサイクル数であってもよく、より詳しくは、、予め決められたサイクル数であって図19の(a)→(b)→(c)→(b)→(a)の間の所定の状態(例えば、図19(b)の状態。所定の折り曲げ角度等。)であってもよい。また、駆動部への変形サイクル命令又は駆動部からの変形サイクル情報に基づいて、撮像を行う場合は、撮像タイミングにずれ(遅延又は先行)が生じるおそれがあるので適宜調整を行ってもよい。前記基準像は、試験前に予め撮像された又は第1の所定条件の前に撮像された前記試験体の変形対象部の実質的な側面であってもよく、基準として予め設定された像であってもよい。所定差異は、前記変形対象部の実質的な側面から得られる最小曲率半径であってもよい。曲率半径は、撮像データから近似式を得て求めてもよく、撮像データのスムージングを十分に行った後で測定結果(スムージング後のデータ)から求めてもよい。撮像分解能以上の範囲の1か所に対する最小曲率半径であってもよく、撮像分解能以上の範囲の複数個所の最小を含む複数の曲率半径から求めてもよい。
第2実施形態の制御部201aについて説明する。制御部201a(図1の制御部201と同様)は、第1実施形態の制御部201と同様に、試験片101の折り曲げ試験を行うべく上述の試験器本体11を制御すると共に、撮影部301のカメラ381a(図1のカメラ381と同様)により撮像された撮像データを解析する。
第2実施形態の制御部201aのハードウエア構成は、前述の第1実施形態の制御部201と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図22に示すように、本試験器1が起動されると(スタート)、指示入力部251は入出力ユーザIF213に試験条件を入力する画面を表示する(s501)。試験条件を入力する画面には、上限折り曲げ回数、最小折り曲げ角度、最大折り曲げ角度、折り曲げ速度、撮像実施有無、撮像用折り曲げ角度及び試験片の厚みの各項目が入力可能になっている。本試験器1の使用者(不図示)は、入出力ユーザIF213を操作することで、かかる試験条件を入力することができる。
前述の第1実施形態においては、カメラ381の撮像は記録条件にしたがって試験器動作と同期する形で試験器制御部259によって制御されるため、撮像された画像はすべて記録されるが、後述のように第2実施形態においては、カメラ381aの撮像は、試験器動作とは非同期で、カメラ独自のタイミングで行われるため、撮影された画像の中から、記録条件で指定された条件に合致する画像のみが記録される。
s507にて表示される入出力ユーザIF213の画面には、カメラ381が記憶している所定のタイミングにより撮像された画像のうち制御部201aが記憶する画像の試験器の曲げ角度の範囲の最小角度及び最大角度、記憶を開始する折り曲げサイクル回数(折り曲げサイクルを開始して何度目の折り曲げサイクルから記憶するか)、そして記憶する折り曲げサイクルの間隔(記憶開始する折り曲げサイクルの後、何回の折り曲げサイクル毎に記憶するか(周期))が入力可能になっている。
s511の後、指示入力部251は比較条件が入力されたか否か判断し(s513)、入力されたと判断した場合(YES)、指示入力部251は、これまでに入力された各条件を送信する(s515)。具体的には、指示入力部251は、試験条件を試験条件受付部253に送信し記憶させ、記録条件を記録条件受付部255に送信し記憶させ、そして比較条件を比較条件受付部257に送信し記憶させる。s513にて入力されたと判断しない場合(NO)にはs513に戻る。
試験器制御部259aは、両形状比較部269からの停止信号(後述する)を受信したか否か判断し(s535)、停止信号を受信したと判断しない場合(NO)は、試験器制御部259aは、試験器の折り曲げサイクルの合計回数(折り曲げ試験が開始されてから実施された折り曲げサイクルの回数)が、試験条件で指定された上限折り曲げ回数に達しているか否かを判断する(s537)。s537にて、試験器制御部259aが、折り曲げ回数が上限折り曲げ回数に達していないと判断した場合(NO)には、試験条件受付部253からs523にて送信された試験条件に従って駆動部61を動作させる(試験器制御部259aは、試験条件の撮像用折り曲げ角度だけ変化するように駆動部61を動作させる。試験器制御部259はモータドライバを含む。)と共に、試験器制御部259aは、駆動部61の動作情報を画像受付部261aへ送信する(s545a。上述の通り、ここでは試験器制御部259aは、試験条件の撮像用折り曲げ角度だけ変化するように駆動部61を動作させるので、試験器の折り曲げ角度が試験条件の撮像用折り曲げ角度だけ変化するたびに動作情報が画像受付部261aへ送信される。)。この動作情報には、試験器の折り曲げサイクル回数(試験片101の折り曲げ試験を開始してから何回目の折り曲げサイクル動作中であるか(例えば、1624回))と、試験器の曲げ角度と、が含まれる。試験器制御部259aが、s537にて試験器の折り曲げ回数が上限折り曲げ回数に達していると判断した場合(YES)は、試験機を停止させる(s547)。
試験器制御部259aは、ここで求めたem1及びem2と、「停止信号受信」との文言と、その時点までの折り曲げサイクル回数と、を入出力ユーザIF213に表示させる指示を指示入力部251に行い(s541)、このs541の指示を受けて入出力ユーザIF213はこれらを表示する(s543)。その後、試験器制御部259は駆動部61の動作を停止させる(s547)。
s561にて情報付記画像データを受信したと判断しない場合(NO)は、s561に戻る。s563にて比較有効性信号が「有効」と判断しない場合(NO)は、s561に戻る。
s565にて方程式等を導出した現画像形状認識部263は、該方程式等を現画像曲率半径算出部265に送信する(s567)。
現画像曲率半径算出部265は、このようにして算出した(y1、r1)、(y2、r2)、(y3、r3)・・・・・(yn、rn)(但しnは自然数)のようにy座標(y)とその位置の曲率半径(r)とを互いに関連付けた曲率半径情報を現画像最小曲率半径特定部267に送信する(s571)。
s592の後、画像記憶部271aは、自ら記録している基準画像データのうち、該受信した情報付記画像データに含まれる折り曲げ角度と同じ折り曲げ角度を有する基準画像データを基準画像形状認識部275に送信する(s595)。
s581にて情報付記画像データを受信したと判断しない場合(NO)には、s581に戻る。
s599にて方程式を導出した基準画像形状認識部275は、該方程式を基準画像曲率半径算出部277に送信する(s601)。該送信された方程式は基準画像曲率半径算出部277にて記憶される。
基準画像曲率半径算出部277は、このようにして算出した(y1、r1)、(y2、r2)、(y3、r3)・・・・・(yn、rn)(但しnは自然数)のようにy座標(y)とその位置の曲率半径(r)とを互いに関連付けた曲率半径情報を基準画像最小曲率半径特定部279に送信する(s605)。
曲率半径情報を受信した基準画像最小曲率半径特定部279は、前述のs573における現画像最小曲率半径特定部267と同様、基準画像曲率半径算出部277が算出した曲率半径のうちの最小値を特定する(s607)。
基準画像最小曲率半径特定部279はs607にて特定した最小曲率半径とそのときの座標yを両形状比較部269に送信する(s609)。そして、s609の後、s581に戻る。
s611にて比較有効性信号が「有効」を示すものと判断しない場合(NO)は、s611に戻る。s613にて(ym、rm)を受信したと判断しない場合(NO)には、s613に戻る。s615にて(ym、rm)を受信したと判断しない場合(NO)にはs615に戻る。s617にてrm1が(z×rm2)以下と判断しない場合(NO)にはs611に戻る。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、前記一方(rm2)に所定の値zを乗じた値(z×rm2)又は前記一方から所定の値を除した値と、前記他方(rm1)と、の大小により、試験体(試験片101)に生じる変形が基準回数と検出回数との間で変化することを検出するものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、基準データ記憶手段(画像記憶部271a)は、関連付けデータ生成手段(画像受付部261a)が生成した関連付けデータ(情報付記画像データ)のうち、該関連付けデータ(情報付記画像データ)が含む変形サイクル回数(試験器の折り曲げサイクル回数)が基準回数と異なる場合には関連付けデータ(情報付記画像データ)を通常データとして記憶するものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、関連付けデータ(情報付記画像データ)が含む変形動作情報(動作情報)がデータ特定情報(記録条件)に合致するか否か判断する記憶要否判断手段(s582における画像記憶部271a)と、記憶要否判断手段(s582における画像記憶部271a)により変形動作情報(動作情報)がデータ特定情報(記録条件)に合致すると判断される場合、基準データ記憶手段(画像記憶部271a)は該関連付けデータを記憶するものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、要否信号発生手段(s591及びs593における画像記憶部271a)は、要否信号(比較有効性信号)を変化検出手段(両形状比較部269)に送信し、変化検出手段(両形状比較部269)は、要否信号(比較有効性信号)に従い、試験体(試験片101)に生じる変形が変化することを検出するか否かを決するものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、関連付けデータ(情報付記画像データ)に含まれる変形動作情報(動作情報)が、判断対象条件受付手段(指示入力部251、比較条件受付部257)が受け付けた判断対象条件(比較条件)に合致しない場合には、対象基準データ読み出し手段(s595における画像記憶部271a)が基準データ記憶手段(画像記憶部271a)から基準データを読み出さないものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、試験体(試験片101)が、折り曲げ線を含む主表面を有するフィルム状又はシート状をなすものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、撮像手段(カメラ381)とは試験体(試験片101)を挟んで反対方向から折り曲げ線に平行に試験体(試験片101)を照らす照明手段(照明部351)をさらに備えてなるものである。
第2実施形態の制御部201aを有する本試験器1においては、支持手段(ガイドレール31a、31b、スライド部45a、45b、一方支持軸43、取付部53a、53b、駆動軸73、取付部83a、83b、連結部材94、96)は、第1線分が含まれる第1直線の周りに回動可能に第1取付板(他方取付板85)が直接的又は間接的に取り付けられると共に、第2線分が含まれる第2直線の周りに回動可能に第2取付板(一方取付板55)が直接的又は間接的に取り付けられ、第1直線と第2直線との間の距離を一定に保持する両縁部位置関係保持部材(連結部材94、96)を有し、撮像手段(カメラ381)が、両縁部位置関係保持部材(連結部材94、96)に取り付けられるものである(ここでは間接的に取り付けられている。)。
21 フレーム部 23 天板部 23a 上面
25 棒状部 31a、31b ガイドレール
41 一方支持軸部 43 一方支持軸
45a、45b スライド部 51 一方試験片取付部
53a、53b 取付部 55 一方取付板 55a 上面
55ae 縁部 61 駆動部 73 駆動軸
81 他方試験片取付部 83a、83b 取付部
85 他方取付板 85a 上面 85ae 縁部
91 リンク部 92 リンク軸 93、95 アングル部材
94、96 連結部材 97a、97b、98a、98b ブロック
101 試験片 101c 外縁 101d 曲線
101f 内縁 101g 曲線 201、201a 制御部
210a CPU 210b RAM 210c ROM
210d インターフェイス
213 ユーザ入出力インターフェース 219 SSD
251 指示入力部 253 試験条件受付部
255 記録条件受付部 257 比較条件受付部
259、259a 試験器制御部 261、261a 画像受付部
263 現画像形状認識部 265 現画像曲率半径算出部
267 現画像最小曲率半径特定部 269 両形状比較部
271、271a 画像記憶部 275 基準画像形状認識部
277 基準画像曲率半径算出部
279 基準画像最小曲率半径特定部 301 撮影部
311 支持部 321 第1支柱 322 第2支柱
323 取付部材 323h 取付スリット
341 照明支持部 342 第1部分 343 第2部分
351 照明部 361 カメラ支持部 362 第1部
363 第2部 364 第3部 365 第4部
381 カメラ
Claims (21)
- 折り曲げを含む変形サイクルを複数回実施する変形試験器において、
前記変形サイクルを被る主表面を有する試験体を側面視において撮像する撮像手段と、
前記変形サイクルの実施回数と関連付けて前記撮像手段により撮像された撮像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記撮像データに基づき試験体の形状を示す曲線を得て、前記試験体の折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を算出し、前記変形サイクルの実施回数による前記最大曲率又は最小曲率半径の変化を検出する制御部と、を備える変形試験器。 - 前記制御部は、
前記変形サイクルの実施回数が基準回数であるときの前記撮像データに基づいて基準回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を算出する基準回数変形データ算出手段と、
前記変形サイクルの実施回数が、前記基準回数よりも多い検出回数であるときの前記撮像データに基づいて検出回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を算出する検出回数変形データ算出手段と、
前記基準回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径及び前記検出回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径に基づき、前記試験体の折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径の変化を検出する変化検出手段と、を備え、
前記記憶手段は、基準回数における試験体の撮像データを記憶する基準データ記憶手段を含み、
前記基準回数変形データ算出手段は、前記基準回数であるときの前記撮像データに基づき、前記試験体の形状を示す曲線を近似する数式を導出する基準数式導出手段と、
前記基準回数での数式に基づき前記試験体の折り曲げ部分の少なくとも2以上の部分における曲率又は曲率半径から前記基準回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を選択する基準変形度合選択手段、を有してなる、請求項1に記載の変形試験器。 - 前記検出回数変形データ算出手段は、前記検出回数であるときの前記撮像データに基づき、前記試験体の形状を示す曲線を近似する数式を導出する検出数式導出手段と、
前記検出回数での数式に基づき前記試験体の折り曲げ部分の少なくとも2以上の部分における曲率又は曲率半径から前記検出回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を選択する検出変形度合選択手段と、を有してなる、請求項2に記載の変形試験器。 - 前記検出回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径及び前記基準回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径が、前記検出回数及び前記基準回数での前記試験体の形状を示す、請求項2又は3に記載の変形試験器。
- 前記変化検出手段は、前記検出回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径と前記基準回数での折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径との一方に対する他方の割合である変化割合により、前記試験体に生じる変形状態が前記基準回数と前記検出回数との間で変化することを検出するものである、請求項2乃至4のいずれか1に記載の変形試験器。
- 前記一方に所定の値を乗じた値又は前記一方から所定の値を除した値と、前記他方と、の大小により、試験体に生じる変形状態が前記基準回数と前記検出回数との間で変化することを検出するものである、請求項5に記載の変形試験器。
- 前記変化検出手段が、前記試験体に生じる最大曲率又は最小曲率半径が前記基準回数と前記検出回数との間で変化することを検出する場合、変形試験を中止するものである、請求項2乃至5のいずれか1に記載の変形試験器。
- 前記撮像手段は、1の変形サイクル内における経過度合であるサイクル進度が、同一又は異なる変形サイクル及びその実施回数においてそれぞれ異なる撮像タイミングで撮像するものであり、
前記基準データ記憶手段は、前記撮像データに基づいて算出された前記折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を含む基準データとして撮像時のサイクル進度と関連付けて記憶し、
前記検出回数での撮像時のサイクル進度と同じか又は最も近い撮像時のサイクル進度と関連付けられた前記基準データを前記基準データ記憶手段から読み出し、
前記変化検出手段が、前記基準データに基づき検出するものである、請求項2乃至7のいずれか1に記載の変形試験器。 - 前記撮像手段が撮像する撮像データは、前記変形サイクルの実施回数及び前記サイクル進度と、関連付けられて、前記基準データ記憶手段に、記憶される、請求項8に記載の変形試験器。
- 前記基準データ記憶手段は、前記変形サイクルの実施回数が前記基準回数と同じ場合には、前記基準回数と関連付けて前記撮像データを含む基準データを記憶するものである、請求項9に記載の変形試験器。
- 前記基準データ記憶手段は、前記撮像手段が前記基準回数時に撮像する撮像タイミングと合致するサイクル進度である場合、前記サイクル進度を含む基準データを記憶するものである、請求項10に記載の変形試験器。
- 前記制御部は、前記変形サイクルの実施回数及び前記サイクル進度が前記基準回数又は前記検出回数に合致すると判断される場合には、撮像手段に撮像を命令する撮像命令手段を備え、
前記基準データ記憶手段は、前記撮像命令手段による命令により撮像手段が撮像した撮像データを記憶するものである、請求項11に記載の変形試験器。 - 前記制御部は、記憶要否判断手段を、含み、
前記記憶要否判断手段の命令により、前記基準データを記憶するものである、請求項11に記載の変形試験器。 - 前記制御部は、
試験体に生じる変形状態が変化するかどうかを判断する前記変形サイクルの実施回数及び前記サイクル進度を特定する判断対象条件を受け付ける判断対象条件受付手段を備えてなり、
前記判断対象条件受付手段で受け付けられた判断対象条件に合致するデータから、前記試験体に生じる前記折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径が変化するかどうか判断する、請求項9乃至13のいずれか1に記載の変形試験器。 - 前記制御部は、前記判断対象条件受付手段が受け付けた判断対象条件に合致するか判断し、合致するか否かを示す要否信号を発生する要否信号発生手段を備え、
当該要否信号発生手段は、要否信号を変化検出手段に送信し、
当該変化検出手段は、要否信号に従い、試験体に生じる変形状態が変化することを検出するか否かを決するものである、請求項14に記載の変形試験器。 - 前記試験体は、シート状、フィルム状、膜状、板状の何れかである、請求項2乃至15のいずれか1に記載の変形試験器。
- 折り曲げを含む変形サイクルを複数回実施する変形試験器において、
前記変形サイクルを被る主表面を有する試験体を側面視において撮像する撮像手段と、
前記変形サイクルの実施回数と関連付けて前記撮像手段により撮像された撮像データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記撮像データに基づいて実施回数における前記試験体の折り曲げ部分の最大曲率又は最小曲率半径を算出する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記試験体の算出された前記最大曲率又は最小曲率半径が前記変形サイクルの実施回数の増加により変化することを検出する変化検出手段を、含む変形試験器。 - 前記試験体が架け渡され取り付けられる第1取付面及び第2取付面と、
前記変形サイクルを正逆の交互の回動により駆動する駆動軸と、
前記駆動軸を回動可能に支持するフレーム部と、
前記フレーム部に取り付けられ前記駆動軸に垂直な方向に延びるガイドレールと、
前記ガイドレールにスライド自在に取り付けられるスライド部と、
前記スライド部に回転自在に取り付けられ、前記駆動軸に平行に延びる一方支持軸と、
前記第2取付面と共に、前記駆動軸について回動する第2取付面側ブロックに回動可能に取り付けられる連結部材と、
前記連結部材に回動可能に取り付けられるアングル部材と、
前記アングル部材の前記連結部材の取付の反対側に回動不可能に取り付けられ、前記フレーム部に回動自在に支持されるリンク軸と、を備え、
前記変形サイクルは、繰り返し折り曲げを含み、
前記連結部材に回動可能に取り付けられる第1取付面側ブロックと共に、前記第1取付面は、前記一方支持軸について回動し、
前記第1取付面及び前記第2取付面は、一定の距離を保持し互いに平行な2つの軸の周りに回動可能であり、
前記撮像手段は、前記試験体の折り曲げ部を側面視において撮像する、請求項1乃至17のいずれか1に記載の変形試験器。 - 前記撮像手段は、前記試験体の折り曲げ部分を撮影可能に、前記連結部材に直接的又は間接的に取り付けられる、請求項18に記載の変形試験器。
- 前記撮像手段の撮像方向は、前記試験体の折り曲げ線に略平行である、請求項17乃至19のいずれか1に記載の変形試験器。
- 前記制御部において、
前記撮像手段による撮像データの生成は、前記変形サイクルの実施回数が基準回数のとき、及び、基準回数よりも多い検出回数のときに行われ、それぞれ基準撮像データ及び検出撮像データとし、
前記基準撮像データ及び前記検出撮像データに基づき、導出される近似式をそれぞれ基準数式及び検出数式とし、
前記基準数式及び前記検出数式に基づき、算出される試験体の最大曲率又は最小曲率半径をそれぞれ基準変形度合及び検出変形度合とし、
前記基準変形度合及び前記検出変形度合により、前記基準回数のときから前記実施回数のときまでに試験体に生じる変形状態の変化を検出する、請求項1及び17乃至20のいずれか1に記載の変形試験器。
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