特許 7573903 塗膜切込み装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-18

(45)【発行日】2024-10-28

(54)【発明の名称】塗膜切込み装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20241021BHJP

   B26D 3/08 20060101ALI20241021BHJP

   B26D 7/01 20060101ALI20241021BHJP

   B26D 7/26 20060101ALI20241021BHJP

   B26D 5/00 20060101ALI20241021BHJP

   G01N 19/04 20060101ALI20241021BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

B26D3/08 Z

B26D7/01 A

B26D7/26

B26D5/00 Z

G01N19/04 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023123030

(22)【出願日】2023-07-28

【審査請求日】2024-07-03

(73)【特許権者】

【識別番号】519454925

【氏名又は名称】オールグッド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085316

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 三雄

(74)【代理人】

【識別番号】100171572

【弁理士】

【氏名又は名称】塩田 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100213425

【弁理士】

【氏名又は名称】福島 正憲

(74)【代理人】

【識別番号】100221707

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 洋介

(74)【代理人】

【識別番号】100099977

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 章吾

(74)【代理人】

【識別番号】100104259

【弁理士】

【氏名又は名称】寒川 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100229116

【弁理士】

【氏名又は名称】日笠 竜斗

(72)【発明者】

【氏名】前田 浩伸

(72)【発明者】

【氏名】森川 元明

【審査官】寺田 祥子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－８６４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－９９２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－５８３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０７９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３３５８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２３８４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－３０７０３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １７／００－１７／０４

Ｂ２６Ｄ ３／０８

Ｂ２６Ｄ ７／０１

Ｂ２６Ｄ ７／２６

Ｂ２６Ｄ ５／００

Ｇ０１Ｎ １９／００ー１９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に塗膜が形成された試験片に対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行う装置であって、
前記試験片を保持する試験片ホルダと、
前記試験片ホルダに保持された試験片に対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行うツールを備えたツールユニットとを有してなり、
前記試験片ホルダは、装置基台上において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に移動可能に備えられ、
前記ツールユニットは、前記装置基台上において、Ｚ軸方向に移動可能に備えられた第１ステージにロードセルを介して吊り下げられた第２ステージに着脱可能に装着されている
ことを特徴とする塗膜切込み装置。

【請求項2】

前記装置基台は、前記試験片ホルダをＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動機構と、前記試験片ホルダをＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構と、前記試験片ホルダをθ軸周りに回転駆動するθ軸駆動機構と、前記第１ステージをＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構と、これら各駆動機構を駆動制御する制御手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の塗膜切込み装置。

【請求項3】

前記ツールユニットは、前記試験片に対して所定の切込み処理を行うためのカッターナイフの刃を保持するカッターユニットで構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗膜切込み装置。

【請求項4】

前記カッターユニットは、前記カッターナイフの刃を着脱可能に保持する刃保持機構と、前記刃保持機構に保持された前記カッターナイフの刃を刃先側に送り出す刃送り機構と、前記刃送り機構の先端側に備えられ、前記刃送り機構によって送り出されたカッターナイフの刃の先端ブロックを折り目に沿って折る刃折り機構とを備えている
ことを特徴とする請求項３に記載の塗膜切込み装置。

【請求項5】

前記刃送り機構は、電動機と、前記電動機と駆動連結されたボールねじと、前記ボールねじのナット部と連結されたスライド部材とを有してなり、このスライド部材に前記カッターナイフの刃に形成された貫通孔と係合する係止部が備えられている
ことを特徴とする請求項４に記載の塗膜切込み装置。

【請求項6】

前記刃折り機構は、前記刃送り機構によって送り出されるカッターナイフの刃の先端ブロックを挟み込んで、前記カッターナイフの刃の送り出しに連動して旋回する刃折りブロックを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の塗膜切込み装置。

【請求項7】

前記ツールユニットは、前記試験片に対して所定のひっかき処理を行うための針状工具または鉛筆を保持するひっかきユニットで構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜切込み装置。

【請求項8】

前記ひっかきユニットは、前記針状工具または鉛筆を保持する工具保持機構と、前記工具保持機構に荷重を付与する錘を装着する錘装着機構とを有している
ことを特徴とする請求項７に記載の塗膜切込み装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、塗膜切込み装置に関し、より詳細には、素地上に塗膜が形成された試験片に対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行う装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、塗膜の機械的性質を評価する試験として様々な試験法が提案されている。たとえば、塗膜の付着性を評価する試験として、付着性クロスカット法（ＪＩＳ－Ｋ５６００－５－６）、碁盤目法・碁盤目テープ法・Ｘカットテープ法（ＪＩＳ－Ｋ５４００ ８．５.１）などが知られている。また、塗膜の長期耐久性を評価する試験として、サイクル腐食試験方法-塩水噴霧/乾燥/湿潤（ＪＩＳ－Ｋ５６００‐７－９）、塩水噴霧試験方法（ＪＩＳ―Ｚ２３７１）などが知られている。

【0003】

このような塗膜の機械的性質を評価する試験では、素地上に塗膜が形成された試験片を用いて試験が行われる。試験片の塗膜には、試験の前または試験中に、カッターナイフなどで切込みが入れられる。たとえば、付着性クロスカット法では、試験前の準備として、試験片の塗膜にカッターナイフを用いて手作業で直角の格子パターン（２５マス）が切り込まれる（たとえば、特許文献１参照）。また、サイクル腐食試験では、試験前に試験片の塗膜に対してカッターナイフを用いて手作業で塗膜への切込みが行われ、その後塩水の噴霧、乾燥、湿潤の腐食サイクルが繰り返し実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－８５７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような従来のやり方には以下のような問題があった。
すなわち、この種の試験では、塗膜へのカッターナイフの切込みの深さや切込み角度、さらには素地への食い込み具合などが試験結果に大きく影響を与えるところ、従来のように切り込み作業を手作業で行っていたのでは、人為的な偏りにより、切込みの再現性、安定性が乏しく、塗膜に均一な切込みを施すことが困難であった。そのため、塗膜の機械的性質を評価する試験の結果が、人為的な偏りによってバラついてしまうという問題があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、再現性、安定性の高い均一な切込みを塗膜に施すことができる塗膜切込み装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明に係る塗膜切込み装置は、表面に塗膜が形成された試験片に対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行う装置であって、上記試験片を保持する試験片ホルダと、上記試験片ホルダに保持された試験片に対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行うツールを備えたツールユニットとを有してなり、上記試験片ホルダは、装置基台上において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に移動可能に備えられ、上記ツールユニットは、上記装置基台上において、Ｚ軸方向に移動可能に備えられた第１ステージにロードセルを介して吊り下げられた第２ステージに着脱可能に装着されていることを特徴とする。

【0008】

そして、本発明はその好適な実施態様として、以下の特徴を備えている。
（１）上記装置基台は、上記試験片ホルダをＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動機構と、上記試験片ホルダをＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構と、上記試験片ホルダをθ軸周りに回転駆動するθ軸駆動機構と、上記第１ステージをＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構と、これら各駆動機構を駆動制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。

【0009】

（２）上記ツールユニットは、上記試験片に対して所定の切込み処理を行うためのカッターナイフの刃を保持するカッターユニットで構成されていることを特徴とする。

【0010】

（３）上記カッターユニットは、上記カッターナイフの刃を着脱可能に保持する刃保持機構と、上記刃保持機構に保持された上記カッターナイフの刃を刃先側に送り出す刃送り機構と、上記刃送り機構の先端側に備えられ、上記刃送り機構によって送り出されたカッターナイフの刃の先端ブロックを折り目に沿って折る刃折り機構とを備えていることを特徴とする。

【0011】

（４）上記刃送り機構は、電動機と、上記電動機と駆動連結されたボールねじと、上記ボールねじのナット部と連結されたスライド部材とを有してなり、このスライド部材に上記カッターナイフの刃に形成された貫通孔と係合する係止部が備えられていることを特徴とする。

【0012】

（５）上記刃折り機構は、上記刃送り機構によって送り出されるカッターナイフの刃の先端ブロックを挟み込んで、上記カッターナイフの刃の送り出しに連動して旋回する刃折りブロックを有することを特徴とする。

【0013】

（６）上記ツールユニットは、上記試験片に対して所定のひっかき処理を行うための針状工具または鉛筆を保持するひっかきユニットで構成されていることを特徴とする。

【0014】

（７）上記ひっかきユニットは、上記針状工具または鉛筆を保持する工具保持機構と、上記工具保持機構に荷重を付与する錘を装着する錘装着機構とを有していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、塗膜が形成された試験片を保持する試験片ホルダが、装置基台上でＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に移動可能に構成されるとともに、塗膜に対する切込み処理などを行うツールユニットが、装置基台上でＺ軸方向に移動可能に備えられた第１ステージにロードセルを介して吊り下げられた第２ステージに装着されているので、ツールユニットが塗膜に作用する荷重を測定しながら塗膜への切込み処理などを実行することができるので、再現性、安定性が高く均一な切込みなどを塗膜に施すことができる。そのため、本発明に係る塗膜切込み装置を用いることにより、塗膜の機械的性質を評価する試験をバラつきなく正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る塗膜切込み装置の外観構成の一例を示す斜視図である。

【図2】同塗膜切込み装置のケーシングを取り外した内部構造を示す斜視図である。

【図3】同塗膜切込み装置のケーシングを取り外した内部構造を示す平面図である。

【図4】同塗膜切込み装置の駆動機構とその制御部などの機能的構成を示したブロック図である。

【図5】同塗膜切込み装置における試験片ホルダの外観構成の一例を示す斜視図である。

【図6】同塗膜切込み装置におけカッターユニットの外観構成の一例を示す斜視図である。

【図7】同塗膜切込み装置のカッターユニットにおけるカッターナイフの刃の装着構造の一例を示す分解斜視図である。

【図8】同塗膜切込み装置のカッターユニットにおけるカッターナイフの刃の保持状態を示しており、図８（ａ）は、同カッターユニット先端部を上方から見た斜視図を、図８（ｂ）は同カッターユニット先端部の平面図を、図８（ｃ）は同カッターユニット先端部を下方から見た斜視図を、それぞれ示している。

【図9】同塗膜切込み装置のカッターユニットにおけるカッターナイフの刃を折る刃折り状態を示しており、図９（ａ）は、同カッターユニット先端部を上方から見た斜視図を、図９（ｂ）は同カッターユニット先端部の平面図を、図９（ｃ）は同カッターユニット先端部を下方から見た斜視図を、それぞれ示している。

【図10】同塗膜切込み装置の鉛筆硬度試験ユニットの外観構成の一例を示しており、図１０（ａ）は同鉛筆硬度試験ユニットの錘を取り除いた状態を、図１０（ｂ）は同鉛筆硬度試験ユニットに錘を搭載した状態を、それぞれ示している。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る塗膜切込み装置の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0018】

実施形態１
図１は、本発明に係る塗膜切込み装置１の外観構成の一例を示しており、図２および図３は、同塗膜切込み装置１のケーシング４を取り除いた内部構造を示している。また、図４は、同塗膜切込み装置１の各種駆動機構とその制御部などを示したブロック図を示している。

【0019】

塗膜切込み装置１は、表面に塗膜が形成された試験片ＴＰに対して所定の切込み処理またはひっかき処理を行うための装置であって、試験片ＴＰを保持する試験片ホルダ２と、試験片ＴＰに対して所定の切込み処理を行うツール（カッターナイフの刃）を保持するカッターユニット３とを主要部として備えている。

【0020】

ここで、試験片ＴＰは、金属または樹脂などで構成された素地の上に機械的性質の評価が行われる塗膜を形成してなる板状またはフィルム状の試料である。本実施形態では、たとえば、素地が金属板で構成された試験片ＴＰが用いられる。

【0021】

塗膜切込み装置１は、図１に示すように、ケーシング４に収容されている。ケーシング４は、試験片ホルダ２とカッターユニット３を除く、装置のほぼ全体を覆う本体ケーシング４ａと、本体ケーシング４ａにヒンジ５を介して開閉可能に取り付けられた開閉蓋４ｂとで構成されており、開閉蓋４ｂを閉じることによって、試験片ホルダ２およびカッターユニット３を閉じた空間内に収容できるようになっている。そのため、試験片ＴＰに対して切込み処理を行ときなどは、開閉蓋４ｂを閉じることで、塗膜の切断片などが装置外部に飛散するのを防止することができる。なお、図中の４ｃは、開閉蓋４ｂに備えられた透明窓を示しており、この透明窓４ｃを通じて切込み処理の状況などを装置外部から視認できるようになっている。

【0022】

試験片ホルダ２は、試験片ＴＰを固定的に保持するためのホルダであって、図５に示すように、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に構成された昇降ステージ６と、昇降ステージ６と協働して試験片ＴＰを挟み込んで保持する押えフレーム７とを主要部として構成されている。

【0023】

具体的には、試験ホルダ２は、ベース板８と、ベース板８に立設される支柱９と、支柱９上に配置される押えフレーム７と、押えフレーム７の下方に配置される昇降ステージ６と、昇降ステージ６の昇降機構１０とを備えている。ベース板８は略矩形状を呈する板状の部材で構成されており、その四隅に支柱９，９，…が立設されている。押えフレーム７は、試験片ＴＰが載置された昇降ステージ６が上昇したときに、試験片ＴＰの外周縁と当接して、試験片ＴＰを昇降ステージ６との間に挟み込んで保持する部材であって、中央部が開口した枠体で構成されおり、その四隅が支柱９上に取り付けられている。なお、押えフレーム７において、昇降ステージ６と対面する面（下面）には、図示しない弾性体（たとえば、ゴム板）が配置される。これにより、試験片ＴＰの位置ずれが弾性体との摩擦によって防止される。また、この種の試験片ＴＰでは、試験片ＴＰの端部をシールするために試験片ＴＰの外周縁については塗膜を構成する塗料などを多めに塗布することがあり、そのため試験片ＴＰの外周縁が塗膜が膨らんでいることがある。しかし、このように外周縁が膨らんだ試験片ＴＰであっても押えフレーム７に弾性体を配置しておくことで、確実に保持することができるようになる。

【0024】

昇降ステージ６は、４本の支柱９，９，…の内側に配置される略矩形状を呈する板状部材で構成される。昇降機構１０は、昇降ステージ６の下面に作用するカム（図示せず）と、このカムの回転軸に連結された昇降ノブ１１と、昇降ステージ６の昇降移動を案内するリニアシャフト１２およびリニアブッシュ１３とを有しており、昇降ノブ１１の回転に伴って、リニアブッシュ１３に取り付けられた昇降ステージ６が上下に昇降移動するようになっている。なお、図中の１４は昇降ノブ１１の回転を制止する回転ストッパである。この回転ストッパ１４により昇降ステージ６を所望の高さ位置に制止できるようになっている。また、図中の１５は試験片ＴＰを昇降ステージ６上にセットするときの位置決めに使用する突き当て板である。また、図５に示す昇降ステージ６は、当該ステージの外周部に中央より低い溝が形成されている。この溝は、上述した外周縁が膨らんだ試験片ＴＰの膨らんだ外周縁を収容するための溝であって、この溝に外周縁を収容することで、昇降ステージ６上に試験片ＴＰを安定して載置することができる。

【0025】

このように構成された試験片ホルダ２は、使用にあたり、まず、昇降ステージ６を試験片ＴＰのセット位置まで下げ、その位置で昇降ステージ６上に試験片ＴＰを載置する。載置が完了すると、次に、昇降ノブ１１を操作して昇降ステージ６を上昇させる。昇降ステージ６を上昇させることで、昇降ステージ６と押えフレーム７との間に試験片ＴＰを挟み込まれ、昇降ステージ６と押えフレーム７との間に試験片ＴＰが保持される。試験片ＴＰの保持が完了すると、最後に回転ストッパ１４を操作して昇降ノブ１１の回転を制止する。これにより、試験片ＴＰが試験片ホルダ２に保持された状態で固定される。

【0026】

本発明に係る塗膜切込み装置１では、このような構成を有する試験片ホルダ２は、塗膜切込み装置１の装置基台２０上において、Ｘ軸方向（左右方向）、Ｙ軸方向（前後方向）およびθ軸方向（周方向）に移動可能に備えられている。

【0027】

ここで、塗膜切込み装置１の装置基台２０について簡単に説明する。
本実施形態に示す塗膜切込み装置１では、装置基台２０は、最下層に表示部９０や操作部９１、図示しない電源部などの電装品を収容する電装品エリア、中間層に試験片ホルダ２とその駆動機構を収容する試験片ホルダエリア、最上層にカッターユニット３とその駆動機構を収容するツールユニットエリアが形成されるように、底板２１、中間板２２、天井板２３を備えた３層構造のフレームで構成されている。

【0028】

試験ホルダ２は中間板２２上に配置されており、中間板２２には、試験片ホルダ２をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動機構２５と、試験片ホルダ２をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構２６と、試験片ホルダ２をθ軸周りに回転させるθ軸駆動機構２７とが備えられている。

【0029】

Ｙ軸駆動機構２５は、中間板２２上にＹ軸方向に配設された一対のＹ軸レール２８と、Ｙ軸レール２８上をＹ軸方向に走行可能に配置されたＸＹステージ２９と、ＸＹステージ２９をＹ軸方向に駆動するＹ軸モータ３０とを備えている。Ｙ軸モータ３０は、後述する制御部１００と接続されており、制御部１００を通じてＸＹステージ２９のＹ軸方向の位置が制御可能に構成されている。

【0030】

Ｘ軸駆動機構２６は、ＸＹステージ２９上にＸ軸方向に配設された一対のＸ軸レール３１と、Ｘ軸レール３１上をＸ軸方向に走行可能に配置された第１θステージ３２と、第１θステージ３２をＸ軸方向に駆動するＸ軸モータ３３とを備えている。Ｘ軸モータ３３は、後述する制御部１００と接続されており、制御部１００によって第１θステージ３２のＸ軸方向の位置が制御されるようになっている。また、第１θステージ３２の四隅には支柱３８が立設されており、この支柱３８上に第２θステージ３４が配設されている。すなわち、Ｘ軸レール３１上に配置されるθステージは、第１および第２の２層構造とされている。

【0031】

θ軸駆動機構２７は、第２θステージ３４上に配設された環状のθ軸レール３５と、θ軸レール３５上に配置されてθ軸を中心に軸周りに回転可能に配置された試験片ホルダ取付板３６と、試験片ホルダ取付板３６に連結されたθ軸体（図示せず）を回転駆動するθ軸モータ（図示せず）とを有している。θ軸モータは、後述する制御部１００と接続されており、制御部１００によって試験片ホルダ取付板３６の回転角が制御されるようになっている。なお、θ軸体は、第２θステージ３４を貫通して第１θステージ３２に配置された電磁ブレーキ３７に連結されており、電磁ブレーキ３７によってθ軸体の回転を制止できるようになっている。これにより、試験片ホルダ取付板３６に取り付けられた試験片ホルダ２の回転を固定することができ、試験片ＴＰへの切込み処理中に試験片ホルダ２の位置ずれが生じることが防止される。

【0032】

そして、このθ軸駆動機構２７の試験片ホルダ取付板３６上に試験片ホルダ２のベース板８が取り付けられている。これにより、試験片ホルダ取付板３６の回転とともに試験片ホルダ２が回転駆動するようになっている。

【0033】

なお、本実施形態では、試験片ホルダ２をＹ軸、Ｘ軸およびθ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構２５、Ｘ軸駆動機構２６およびθ軸駆動機構２７が、上下方向の高さ位置をずらして配置した積層構造を採用していることから、試験片ホルダ２の駆動手段を狭いスペース（平面視において狭いスペース）に配置することができる。そのため、塗膜切込み装置１をコンパクトに構成することできる。

【0034】

一方、カッターユニット３は、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰに対して、カッターナイフの刃ＣＢを用いて所定の切込み処理を行うためのユニットであって、本実施形態では、図６および図７に示すように、カッターナイフの刃ＣＢを着脱可能に保持する刃保持機構４０と、刃保持機構４０に保持されたカッターナイフの刃ＣＢを刃先（先端）側に送り出す刃送り機構４１と、刃送り機構４１の先端側に備えられ、刃送り機構４１によって送り出されたカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を折り目に沿って折り取る刃折り機構４２とを主要部として備えている。

【0035】

ここで、カッターユニット３で用いられるカッターナイフの刃ＣＢは、塗膜の機械的性質を評価する試験などに用いられるカッターナイフの刃であって、たとえば、ＪＩＳ－Ｋ５６００－５－６において切込み工具に指定されたカッターナイフの刃、ＩＳＯ２４０９においてカッティングツールに指定されたカッターナイフの刃、ＪＩＳ－５４００ ８.５.１（２）（ａ）およびＪＩＳ－Ｋ５４００ ７．２（２）（ｅ）で指定されたカッターナイフの刃などが用いられる。殊に本実施形態では、カッターナイフの刃ＣＢとして、図７に示すように、刃先側から一定間隔で折り目が形成され、基端側にカッターナイフのスライダーと係合する係合孔（貫通孔）ＢＨが穿設された刃が用いられる。なお、この種のカッターナイフの刃ＣＢは一般的なカッターナイフの替え刃として市販されているので、安価かつ容易に入手することができる。

【0036】

刃保持機構４０は、本体フレーム４３と刃押えカバー４４とを主要部として備えている。本体フレーム４３は、図６および図７に示すように、カッターナイフの刃ＣＢを収容する細長いブロック体で構成されており、その一側面にカッターナイフの刃ＣＢを嵌め込む刃嵌合溝４５が長手方向に沿って形成されている。刃嵌合溝４５の底部には長手方向に延びる細長いスライド貫通孔４６が形成されており、このスライド貫通孔４６から後述する刃送り機構４１のジョイントピン５３が露出して配設されている。

【0037】

ジョイントピン５３は、カッターナイフの刃ＣＢの係合孔ＢＨと係合するピンであって、カッターナイフの刃ＣＢを刃嵌合溝４５に嵌め込む際に、カッターナイフの刃ＣＢの係合孔ＢＨをジョイントピン５３に係合させることで、ジョイントピン５３がスライド貫通孔４６に沿って移動するのに伴ってカッターナイフの刃ＣＢが本体フレーム４３の長手方向にスライド移動するようになっている。なお、長手方向にスライド移動するカッターナイフの刃ＣＢは、刃嵌合溝４５に篏合することによって上下方向のブレが抑えられるようになっている。

【0038】

刃押えカバー４４は、刃嵌合溝４５内に嵌め込まれたカッターナイフの刃ＣＢを被覆するカバーであって、この刃押えカバー４４によって刃嵌合溝４５内に収容されたカッターナイフの刃ＣＢの浮き上がりが防止されている。刃押えカバー４４にはボルト軸４７ａを備えたローレットノブ４７が備えられており、このローレットノブ４７のボルト軸４７ａを本体フレーム４３側のねじ穴４９に螺合することによって、刃押えカバー４４が本体フレーム４３に装着されている。なお、本体フレーム４３に収容したカッターナイフの刃ＣＢの交換は、この刃押えカバー４４を浮かして行われる。

【0039】

また、本体フレーム４３の先端側には、カッターナイフの刃ＣＢの刃先を案内する刃先ガイドブロック４８が備えられている。刃先ガイドブロック４８は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本体フレーム４３との間にカッターナイフの刃ＣＢをわずかな隙間（たとえば、０．１ｍｍ程度の隙間）を残して挟み込むように配置されており、この刃先ガイドブロック４８によってカッターナイフの刃ＣＢの刃先が左右に振れないようにガイドされている。

【0040】

また、本体フレーム４３と刃先ガイドブロック４８の各先端は、両者の間からカッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴがわずかに露出する（たとえば、刃先２ｍｍ程度が露出する）ように下向きに突出した形状となっている（図８（ｃ）参照）。これにより、カッターナイフの刃ＣＢのうち塗膜への切込みに使用される刃先ＢＴ部分のみが外部に露出するようになり、塗膜への切込み処理中に刃先ＢＴ以外の部分が折れにくくなるようにしている。なお、本体フレーム４３の先端面４３ａと刃先ガイドブロック４８の先端面４８ａは略面一になるように形成されており、この面と後述する刃折りブロック５８の対向面５８ａ（図９（ｂ）参照）とが対面するようになっている。

【0041】

刃送り機構４１は、刃保持機構４０によって保持されたカッターナイフの刃ＣＢを本体フレーム４３の長手方向に沿って前進後退させる（スライド移動させる）機構部であって、ステッピングモータ（電動機）５０と、ステッピングモータ５０と駆動連結されたボールねじ５１と、ボールねじ５１のナット部５２と連結されたスライド部材（図示せず）とを有しており、このスライド部材にカッターナイフの刃ＣＢの係合孔ＢＨと係合するジョイントピン（係止部）５３が備えられている。

【0042】

具体的には、ステッピングモータ５０は、伝動ベルト５５を介してボールねじ５１の一端に駆動連結されている。ボールねじ５１は、スライド貫通孔４６に沿って本体フレーム４３の長手方向に配設されており、ステッピングモータ５０の回転に連動してボールねじ５１のナット部５２がスライド移動するように構成されている。

【0043】

ナット部５２には、スライド部材が連結されており、このスライド部材に備えられたジョイントピン５３がスライド貫通孔４６を通じて本体フレーム４３の反対側に露出するように配設されている。これにより、ナット部５２のスライド移動に連動してジョイントピン５３が本体フレーム４３の長手方向にスライド移動するようになっている。

【0044】

ボールねじ５１を駆動するステッピングモータ５０は、制御部１００と接続されており、制御部１００によってジョイントピン５０の長手方向の位置が制御されるようになっている。つまり、制御部１００により、カッターナイフの刃ＣＢの送り出し制御が行われるようになっている。なお、本実施形態では、制御部１００による刃ＣＢの送り出し制御は、最小１μｍ単位で行えるように構成されている。

【0045】

図中の５６は、スライド部材の原点位置を検出する原点センサである。原点センサ５６は、スライド部材の位置を検知するフォトインタラプタで構成されており、本体フレーム４３の基端側の所定位置に配置されている。制御部１００は、ステッピングモータ５０の電源投入時にスライド部材を原点センサ５６で検出される位置まで一旦戻すように構成されており、これによって刃送り制御時の原点が設定されるようになっている。

【0046】

また、図中の５７は、カッターナイフの刃ＣＢの刃先を検出する刃先検知センサ５７である。刃先検知センサ５７は、刃先ガイドブロック４８上に配置された光電センサで構成されている。制御部１００は、刃先検知センサ５７により、刃送り機構４１によってスライド移動するカッターナイフの刃ＣＢの刃先位置ならびにカッターナイフの刃ＣＢの有無を検出する。

【0047】

刃折り機構４２は、刃送り機構４１によって送り出されたカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を折って取り除く機構部であって、刃送り機構４１によって送り出されるカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を挟み込み、かつ、カッターナイフの刃ＣＢの送り出しに連動して旋回することによって、先端ブロックＣＢ１を折り目に沿って折り取る刃折りブロック５８を有している。

【0048】

具体的には、刃折り機構４２は、刃折りブロック５８と、刃折りブロック５８を旋回させる旋回アーム５９とを主要部として備えている。

【0049】

刃折りブロック５８は、本体フレーム４３および刃先ガイドブロック４８の各先端面４３ａ，４８ａと対面する対向面５８ａを有しており、この対向面５８ａにカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を挿入可能なスリット状の刃先導入穴５８ｂが形成されている。この刃先導入穴５８ｂは、刃折りブロック５８の対向面５８ａと本体フレーム４３および刃先ガイドブロック４８の各先端面４３ａ，４８ａとが対面状態にあるとき、本体フレーム４３に保持されたカッターナイフの刃ＣＢの延長線上に位置するように形成されており、刃送り機構４１によって送り出されるカッターナイフの刃ＣＢの刃先（先端ブロックＣＢ１）が刃送りに伴って刃先導入穴５８ｂ内に導入されるようになっている。また、刃先導入穴５８ｂの深さは、カッターナイフの刃ＣＢの折り目の幅に応じて設定されており、本実施形態では、折り目１つ分の深さ（先端ブロックＣＢ１の幅寸法）に相当する深さに設定されている（図９（ｃ）参照）。

【0050】

旋回アーム５９は、先端に刃折りブロック５８が備えられるとともに、基端がリンク機構６０を介して本体フレーム４３の先端に連結されている。リンク機構６０は、本体フレーム４３、旋回アーム５９およびこれらを連結する一対の連結部材６１，６１とからなる４節リンク機構を構成しており、リンク機構６０の内側には、旋回後の刃折りブロック５８を初期位置に復帰させる復帰用ばね６２が備えられている（図８（ｂ）参照）。

【0051】

これにより、刃送り機構４１によって、カッターナイフの刃ＣＢが本体フレーム４３および刃先ガイドブロック４８の各先端面４３ａ，４８ａを超えて前方に送り出されると、先端面４３ａ，４８ａを超えたカッターナイフの刃ＣＢの刃先が刃折りブロック５８の刃先導入穴５８ｂに導入される。そして、カッターナイフの刃ＣＢがさらに送り出されると、今度はカッターナイフの刃ＣＢによって刃折りブロック５８が押し出され、それに伴ってリンク機構６０を介して本体フレーム４３に連結された旋回アーム５９が旋回を開始し、これにより旋回アーム５９に取り付けられた刃折りブロック５８がカッターナイフの刃ＣＢを折り曲げるように傾けられ（曲げ角が発生し）、その結果、カッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１が折り取られる（刃折り動作（図９（ａ），（ｂ）参照））。

【0052】

このとき、刃先導入穴５８ｂはカッターナイフの刃ＣＢの折り目１つ分の深さに設定されているので、図９（ｃ）に示すように、先端ブロックＣＢ１のみが折り取られる。その際、刃先から２番目の折り目は、本体フレーム４３と刃先ガイドブロック４８とによって挟まれて保護されるので、２番目の折り目の位置でカッターナイフの刃ＣＢが折れることはない。また、刃折り機構４２は、刃送り機構４１のアクチュエータ（ステッピングモータ５０）を利用して刃折り動作を行うので、シンプルな構造で刃折り機構を実現することができ、刃折り機構４２を安価に提供できる。

【0053】

なお、先端ブロックＣＢ１の刃折りに必要とされる刃折りブロック５８の曲げ角について出願人が実験したところ、先端ブロックＣＢ１を折るためには、少なくとも７°以上の曲げ角が必要であることが判明した。そのため、本実施形態に示す刃折り機構４２では、刃折りブロック５８は最大１５°（最大曲げ角が１５°）まで傾けられるように構成されている。

【0054】

そして、このように構成されたカッターユニット３は、刃押えカバー４４とは反対側の一側面に、カッターユニット３をＺ軸方向（上下方向）に移動可能に支持するための取付板６５が備えられており、この取付板６５を介して後述する第２ステージ７３に着脱可能に装着されている。なお、この装着にあたっては、カッターユニット３をＺ軸方向に移動させることで、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰに対して、カッターナイフの刃ＣＢが正しく（正しい刃筋、正しい切込み角度で）切込みを行えるように装着する。

【0055】

次に、カッターユニット３をＺ軸方向に移動させる構造について説明する。
本実施形態に示す塗膜切込み装置１では、カッターユニット３は、装置基台２０上において、Ｚ軸方向に移動可能に備えられた第１ステージ７１にロードセル７２を介して吊り下げられた第２ステージ７３に装着される。

【0056】

第１ステージ７１は、図２および図３に示すように、天井板２３に起立して設けられたＺ軸ベース板７４に取り付けられている。Ｚ軸ベース板７４にはＺ軸方向に一対のＺ軸レール７５が配設されており、第１ステージ７１はこのＺ軸レール７５にスライド移動可能に装着されている。

【0057】

第１ステージ７１には、第１ステージ７１をＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構７９が備えられている。Ｚ軸駆動機構７９は、Ｚ軸レール７５と、第１ステージ７１をＺ軸方向に駆動するＺ軸モータ８０とを備えており、第１ステージ７１はＺ軸モータ８０と駆動連結され、これによって第１ステージ７１がＺ軸方向に駆動するように構成されている。なお、Ｚ軸モータ８０は、後述する制御部１００と接続されており、制御部１００を通じて第１ステージ７１、ひいてはカッターユニット３のＺ軸方向の位置を制御できるようになっている。

【0058】

ロードセル７２は、カッターユニット３に付加される荷重を測定するセンサであって、一端が第１ステージ７１に装着されたセンサ取付板７６に連結されるとともに、他端が第２ステージ７３に連結される。これにより、第２ステージ７３は、ロードセル７２を介して第１ステージ７１に吊り下げられる。

【0059】

この吊り下げにあたっては、たとえば、ロードセル７２の他端に、先端にフランジが形成されたロッド（図示せず）を配置し、このロッドにロードセル保護用ばね８１、連結ブロック８２、および金属カラー８３を配置し、ロッドに遊嵌された連結ブロック８２を第２ステージ７３に固定する。ロードセル保護用ばね８１は、ロードセル７２と連結ブロック８２との間に圧縮して挿入されており、たとえば、カッターユニット３に過大な力（変位）が加わったような場合に、ロードセル７２の破損を防いでロードセル７２を保護するように機能する。

【0060】

そしてこのように吊り下げられた第２ステージ７３にカッターユニット３を取り付けると、カッターユニット３の自重によりロードセル７２が引張状態となって第２ステージ７３が下降する。ここで、カッターユニット３の自重が１ｋｇであり、１ｋｇあたりのロードセル７２のたわみ量が４μｍであったと仮定すると、この状態で第１ステージ７１を下降させてカッターユニット３に保持されたカッターナイフの刃先ＢＴを試験片ＴＰに接触させると、接触前に４μｍの引張状態になっていたロードセル７２のたわみが徐々に戻ることになるが、この時の戻り量が４μｍ以下の場合は自重（１ｋｇ）以下の荷重が付加されていることになる。第１ステージ７１をさらに下降させ、ロードセル７２に圧縮方向のたわみが加わるようになると、自重以上の荷重が付加されていることになる。これらの荷重は、いずれもＺ軸駆動機構７９のＺ軸モータ８０の推力によって設定される。

【0061】

なお、ロードセル７２は制御部１００と接続されており、制御部１００はカッターユニット３に付加される荷重を測定できるようになっている。

【0062】

第２ステージ７３は、カッターユニット３などのツールユニットを装着する部位であって、略板状の部材で構成されている。本実施形態では、第２ステージ７３は、第１ステージ７１の表面にＺ軸方向に配設される一対のガイドレール７８，７８に装着されており、このガイドレール７８，７８に沿ってＺ軸方向にスライド移動できるように構成されている。

【0063】

このように、本実施形態に示す塗膜切込み装置１では、第１ステージ７１をＺ軸方向に移動させることによって、第２ステージ７３に装着されたカッターユニット３をＺ軸方向に移動させることができ、これにより、カッターユニット３に保持されたカッターナイフの刃ＣＢを用い、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰに対して、所定の切込み処理を行えるようになっている。

【0064】

次に、折り刃回収機構８５について説明する。
折り刃回収機構８５は、刃折り機構４２によって折り取られた刃片ＢＰを回収する機構部であって、刃片回収トレー８６と、刃片回収トレー８６をスライダ８９に装着するブラケット８７と、スライダ８９をＸ軸方向に駆動するトレー駆動機構８８とを主要部として備えている。

【0065】

刃片回収トレー８６は、刃折り機構４２によってカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を折り取るときに、刃折りブロック５８の直下（の刃片回収位置）に配置されて、刃折りブロック５８から落下する刃片ＢＰを収容する受皿であって、本実施形態では略矩形状を呈する上部が開口したトレーの形態とされている。

【0066】

トレー駆動機構８８は、刃片回収トレー８６を所定の待機位置と刃片回収位置との間で移動させる駆動機構であって、本実施形態では、スライダ８９を上記待機位置と刃片回収位置との２点間で移動させる電動アクチュエータで構成されている。図示のトレー駆動機構８８は、天井板２３上に配置されており、２点間を移動するスライダ８９に刃片回収トレー８６が取り付けられたブラケット８７が装着されている。

【0067】

このように、刃片回収トレー８６をブラケット８７を介して着脱可能に取り付けるように構成したことで、たとえば、刃片ＢＰの大きさに応じたサイズの刃片回収トレー８６に取り換えたり、あるいは、性質の異なる（たとえば、磁性を帯びた／磁性を帯びない）刃片回収トレー８６を交換可能とすることができる。なお、この電動アクチュエータは制御部１００と接続され、制御部によって刃片回収トレー８６の位置を制御できるようになっている。

【0068】

制御部１００は、Ｙ軸駆動機構２５（Ｙ軸モータ３０）、Ｘ軸駆動機構２６（Ｘ軸モータ３３）、θ軸駆動機構２７（θ軸モータ）、Ｚ軸駆動機構７９（Ｚ軸モータ８０）、刃送り機構４１（ステッピングモータ５０）、トレー駆動機構８８などを制御する制御装置であって、本実施形態では、これら各駆動機構の駆動制御や表示部９０の表示制御などを行う制御プログラムを備えたマイコン（図示せず）で構成されており、装置基台２０の電装品エリアに収容されている。特に、本実施形態では、制御部１００は、これら各駆動機構の駆動制御を通じて、後述する塗膜への切込み処理および刃折り刃送り処理などを実行するように構成されている。

【0069】

なお、図中の９０は塗膜切込み装置１の表示部を示している。本実施形態では、表示部９０は、たとえば、操作部９１を兼ねたタッチパネルで構成されている。また、図中の９１は、タッチパネル以外の物理スイッチで構成された操作部を示している。塗膜切込み装置１のユーザは、表示部９０の表示を確認しながら、物理スイッチやタッチパネルを操作することで、制御部１００に対して各種指示を入力できるようになっている。

【0070】

次に、塗膜切込み装置１による試験片ＴＰの塗膜への切込み処理について説明する。
塗膜への切込み処理は、以下の手順で行われる。

【0071】

（１）試験片ホルダ２への試験片ＴＰの装着
塗膜の切込み処理にあたっては、事前準備として、表面に塗膜が形成された試験片ＴＰを試験片ホルダ２に装着する。この装着は、上述したように、昇降ステージ６と押えフレーム７との間に試験片ＴＰを挟み込んで保持し、かつ、その状態で回転ストッパ１４を操作して試験片ＴＰを試験片ホルダ２に固定することにより行う。

【0072】

（２）カッターユニット３へのカッターナイフの刃ＣＢの装着
試験片ホルダ２への試験片ＴＰの装着と並行して、カッターユニット３にカッターナイフの刃ＣＢを装着する。この装着は、カッターユニット３の本体フレーム４３に備えられた刃押えカバー４４を緩めて行う。具体的には、本体フレーム４３の刃嵌合溝４５にカッターナイフの刃ＣＢを嵌め込むとともに、スライド貫通孔４６から露出するジョイントピン５３にカッターナイフの刃ＣＢの係合孔ＢＨを係合させ、最後に刃押えカバー４４を再装着することで、カッターナイフの刃ＣＢの装着を完了する。

【0073】

（３）刃送り処理
カッターナイフの刃ＣＢの装着が完了すると、次に、制御部１００は、カッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴの位置を検出しつつ、刃先ＢＴが所定位置に配設されるようにカッターナイフの刃ＣＢの刃送り処理を実行する。本実施形態に示す塗膜切込み装置１では、電源が投入されると、制御部１００がステッピングモータ５０を制御してカッターナイフの刃ＣＢを後退させて原点位置を検出する。原点位置の検出が完了すると、次に制御部１００はステッピングモータ５０を制御してカッターナイフの刃ＣＢを前進させる。このとき、制御部１００は、刃先ガイドブロック４８に備えられた刃先検知センサ５７でカッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴを検知し、その検出結果に基づいて、カッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴが刃先ガイドブロック４８の先端からわずかに突出する位置、すなわち、切込み処理に使用する刃先ＢＴ部分のみが刃先ガイドブロック４８から外部に露出する位置までカッターナイフの刃ＣＢを前進させ、カッターナイフの刃ＣＢを所定の切込み位置に配置する（刃送り処理）。

【0074】

（４）切込み処理
カッターナイフの刃ＣＢを所定の切込み位置に配置すると、次に、試験片ＴＰに対する切込み処理を実行する。この処理は、操作部９１を操作して手動で行うように構成してもよいが、本実施形態では、制御部１００に対して切込み処理用のデータを入力し、このデータに基づいて、制御部１００がＹ軸駆動機構２５、Ｘ軸駆動機構２６、θ軸駆動機構２７およびＺ軸駆動機構７９を駆動制御することで、自動で切込み処理を行うように構成している。

【0075】

具体的には、制御部１００は、Ｙ軸駆動機構２５、Ｘ軸駆動機構２６およびθ軸駆動機構２７を制御して、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰを所定の切込み開始位置に配置する。切込み開始位置は、たとえば、切込み処理の始点がカッターユニット３の直下、すなわち、カッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴの真下に配置される位置とされる。これにより、カッターユニット３をＺ軸方向に移動することで切込み処理の開始が可能になる。

【0076】

試験片ホルダ２を所定の切込み開始位置に配置すると、次に制御部１００は、Ｚ軸駆動機構７９を駆動制御してカッターユニット３を下降させ、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰに対する切込み処理を開始する。その際、制御部１００は、ロードセル７２によって試験片ＴＰに付加される荷重を測定することで、試験片ＴＰに対して、あらかじめ設定された所望の荷重で切込みを行うことができる。

【0077】

このようにして、試験片ＴＰに対する切込み処理が開始されると、制御部１００は、Ｙ軸駆動機構２５、Ｘ軸駆動機構２６、θ軸駆動機構２７およびＺ軸駆動機構７９を駆動制御することで、試験片ＴＰに対して所望の切込み処理を実行する。たとえば、Ｘ軸駆動機構２６の制御により試験片ＴＰの長手方向に切込みを行ったり、Ｚ軸駆動機構によりカッターユニット３を一旦上昇させるとともに、Ｙ軸駆動機構２５で試験片ホルダ２の位置をＹ軸方向にずらして再び切込み処理を行うことで、先の切込みと並行する切込みを行うことができる。また、θ軸駆動機構２７を駆動して試験片ホルダ２を回転させることで、たとえば、９０度の角度を直交する切込み処理などを実行することができる。

【0078】

このように、本発明に係る塗膜切込み装置１によれば、試験片ＴＰ（塗膜）に作用する荷重を測定しながら塗膜への切込み処理を実行することができるので、再現性、安定性が高く均一な切込みを塗膜に施すことができる。そのため、本発明に係る塗膜切込み装置１を用いることにより、塗膜の機械的性質を評価する試験をバラつきなく正確に行うことができる。

【0079】

（５）刃折り処理
また、本発明に係る塗膜切込み装置１は刃折り機構４２を備えていることから、制御部１００は、所定のタイミングで以下の刃折り処理を実行する。

【0080】

刃折り処理を行う場合、制御部１００は、Ｚ軸駆動機構７９を駆動制御して、カッターユニット３を切込み位置から所定の退避位置まで上昇させる。また、カッターユニット３の上昇と並行して、制御部１００は、トレー駆動機構８８を駆動制御し、刃片回収トレー８６を待機位置から刃片回収位置に移動させる。

【0081】

カッターユニット３の退避と刃片回収トレー８６の刃片回収位置への移動が完了すると、制御部１００は、刃送り機構４１を使って刃保持機構４０に保持されたカッターナイフの刃ＣＢを所定量だけ送り出して前進させる。これにより、カッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１が刃折りブロック５８の刃先導入穴５８ｂに導入され、さらなる前進により、カッターナイフの刃ＣＢによって押し出された刃折りブロック５８が旋回し、それによってカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１が折り取られる（図９（ｂ）、（ｃ）参照）。

【0082】

折り取られた先端ブロックＣＢ１は、刃片ＢＰとなって刃折りブロック５８から落下し、刃片回収位置に配置された刃片回収トレー８６に収容・回収される。制御部１００は、刃片ＢＰを回収するタイミングを待った後、刃片回収トレー８６を初期の待機位置に復帰させる。

【0083】

このように、本実施形態に係る塗膜切込み装置１では、制御部１００が刃送り機構４１を利用してカッターナイフの刃ＣＢの先端ブロックＣＢ１を折り取るように構成されているので、たとえば、試験片ＴＰに複数の切込みを入れる場合、それぞれの切込みの開始前に刃折り処理を行うことで、カッターナイフの刃ＣＢの刃先ＢＴの劣化に伴う切込みのバラツキをなくし、複数の切込みを均一に実施することができる。

【0084】

実施形態２
次に、本発明の第２の実施形態を図１０を用いて説明する。
この第２の実施形態に示す塗膜切込み装置１は、実施形態１に示す塗膜切込み装置１において、カッターユニット３の交換ユニットとして、試験片ＴＰに対して所定のひっかき処理を行うひっかきユニット２００を備えた場合を示している。その他の構成は実施形態１に示す塗膜切込み装置１と共通するので、構成が共通する点については同一符号を付して説明を省略する。

【0085】

ひっかきユニット２００は、試験片ＴＰに対するひっかき処理を行うための針状工具または鉛筆Ｐを保持するユニットであって、針状工具または鉛筆Ｐを保持する工具保持機構２０１と、工具保持機構２０１に荷重を付与する錘２０３を装着する錘装着機構２０２とを有している。

【0086】

工具保持機構２０１は、針状工具または鉛筆Ｐを着脱可能に保持する機構部であって、本実施形態では、けがき針などの針状工具または鉛筆Ｐを挟持状に保持する工具ホルダの形態とされており、針状工具または鉛筆Ｐを所定の角度を付して保持するように構成されている。なお、図中の２０４は、工具ホルダの挟持／解除操作を行う操作ノブを示している。

【0087】

錘装着機構２０２は、工具保持機構２０１、すなわち、工具保持機構２０１に保持された針状工具または鉛筆Ｐに荷重を付与する錘２０３を装着する機構部であって、錘装着機構２０２と連結された錘載せ基台２０５と、錘載せ基台２０５に起立状に設けられた錘ガイド支柱２０６とを主要部として構成されている。錘ガイド支柱２０６は、図１０（ｂ）に示すように、環状の錘２０３，２０３を装着する支柱であって、図示のように、錘ガイド支柱２０６に装着（積み上げる）錘２０３の数を増減することで、荷重を調節するようになっている。

【0088】

そして、このように構成された工具保持機構２０１および錘装着機構２０２は、これらを第２ステージ７３に着脱可能に取り付けるための取付板２０７に、Ｚ軸方向にスライド移動可能に取り付けられている。具体的には、取付板２０７にはＺ軸方向に延びるツール用Ｚ軸レール２０８が設けられており、このツール用Ｚ軸レール２０８に、工具保持機構２０１および錘装着機構２０２が取付らたツール基台板２０９がスライド自在に装着されている。これにより、第２ステージ７３に装着される取付板２０７に対して、Ｚ軸方向にスライド移動可能に工具保持機構２０１および錘装着機構２０２が取り付けられている。

【0089】

このように第２ステージ７３にひっかきユニット２００を装着した塗膜切込み装置１は、上述した実施形態１に示す塗膜切込み装置１と同様に、制御部１００の制御によって、試験片ホルダ２をＸ軸、Ｙ軸およびθ軸方向に任意に移動させることができるとともに、ひっかきユニット２００をＺ軸方向に移動させることができるので、たとえば、ＪＩＳ Ｋ５６００ 塗料一般試験方法の「引っかき硬度（鉛筆法）」などを実施することができる。具体的には、たとえば、まず、制御部１００の制御によってひっかきユニット２００を下降させて鉛筆Ｐの先端を試験片ＴＰに接触させる。その後、さらに第１ステージ７１を所定距離（たとえば、１０ｍｍ）だけ下降させて停止する。このとき、第２ステージ７３は、第１ステージ７１にスライド自在に装着されていることから、工具保持機構２０１および錘装着機構２０２は両者の重量（これらの自重）による荷重で試験片ＴＰと接触することになる。そして、この状態から更に荷重を付加する場合には、錘ガイド支柱２０６に必要な分の錘２０３，２０３を装着する。このように、本実施形態の塗膜切込み装置１によれば、所望の荷重をひっかきユニット２００に付与することができ、荷重を一定に保ちながら試験片ＴＰに対してひっかき処理を行うことができる。

【0090】

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなくその範囲内で種々の設計変更が可能である。

【0091】

例えば、上述した実施形態では、試験片ホルダ２の昇降ステージ６を手動操作で昇降させる場合を示したが、試験片ホルダ２に電磁モータを配置するなどして、昇降ステージ６の昇降移動を電動で行わせるように構成することも可能である。

【0092】

また、上述した実施形態では、カッターユニット３の交換ユニットとしてひっかきユニット２００を用いた場合を示したが、本発明に係る塗膜切込み装置１は、試験片ホルダ２をＸ軸、Ｙ軸およびθ軸方向に移動させる一方で、カッターユニット３などのツールユニット側をＺ軸方向に移動させる構造を備えているので、このような構造を利用して試験片ＴＰに所望の作用を施すユニットであれば、ひっかきユニット２００以外のユニットを交換可能または単独で備えるように構成してもよい。

【0093】

また、上述した実施形態では、第２ステージ７３をロードセル７２を介して第１ステージ７１に吊り下げるにあたり、ロードセル７２の他端にロッドを配置し、このロッドにロードセル保護用ばね８１、連結ブロック８２、および金属カラー８３を配置した構造を示したが、第２ステージ７３はロードセル７２を介して第１ステージ７１に吊り下げられる構造であれば、他の構造、たとえば、第２ステージ７３に装着する連結ブロックと第２ステージ７３の自重を支えるばねとからなるよりシンプルな構造で吊り下げるように構成することも可能である。

【0094】

また、上述した実施形態では、制御部１００は、ロードセル７２でＺ軸方向の荷重を測定しながらＺ軸駆動機構７９の駆動制御を行う場合を示したが、たとえば、制御部１００の制御プログラムによって、荷重とは関係なく、ユーザがカッターナイフの刃ＣＢによる切込み深さを任意に設定できるように構成することも可能である。たとえば、１μｍ単位で切込み深さを設定できるように構成することも可能である。

【0095】

また、たとえば、上述した実施形態１に係る塗膜切込み装置１において、試験片ホルダ２とカッターユニット３に図示しない静電容量センサーを取り付け、制御部１００において、この静電容量センサの検出結果に基づいて、カッターナイフの刃ＣＢが試験片ＴＰの金属製の素地に到達した否かを判別できるように構成することも可能である。なお、この場合、カッターナイフの刃ＣＢが素地に到達した否かは表示部９０に表示するなど外部に報知するように構成するのが望ましい。

【符号の説明】

【0096】

１ 塗膜切込み装置
２ 試験片ホルダ
３ カッターユニット
４ ケーシング
６ 昇降ステージ
７ 押えフレーム
１０ 昇降機構
２０ 装置基台
２１ 底板
２２ 中間板
２３ 天井板
２５ Ｘ軸駆動機構
２６ Ｙ軸駆動機構
２７ θ軸駆動機構
２９ ＸＹステージ
３２ 第１θステージ
３４ 第２θステージ
４０ 刃保持機構
４１ 刃送り機構
４２ 刃折り機構
４３ 本体フレーム
４４ 刃押えカバー
４５ 刃嵌合溝
４６ スライド貫通孔
４８ 刃先ガイドブロック
５０ ステッピングモータ（電動機）
５１ ボールねじ
５２ ボールねじのナット部
５３ ジョイントピン（係止部）
５８ 刃折りブロック
７１ 第１ステージ
７２ ロードセル
７３ 第２ステージ
７９ Ｚ軸駆動機構
８５ 折り刃回収機構
８６ 刃片回収トレー
８８ トレー駆動機構
９０ 表示部
９１ 操作部
１００ 制御部
２００ ひっかきユニット
２０１ 工具保持機構
２０２ 錘装着機構
ＴＰ 試験片ＴＰ
ＣＢ カッターナイフの刃
ＢＨ 係合孔（貫通孔）ＢＨ
ＢＴ 刃先
ＢＰ 刃片

【要約】

【課題】再現性、安定性の高い均一な切込みを塗膜に施すことができる塗膜切込み装置を提供する。
【解決手段】塗膜が形成された試験片ＴＰに対して切込み処理を行う装置であって、試験片ＴＰを保持する試験片ホルダ２と、試験片ホルダ２に保持された試験片ＴＰに対して切込み処理を行うカッターユニット３とを備えている。試験片ホルダ２は、装置基台２０上に、Ｘ軸、Ｙ軸およびθ軸方向に移動可能に備えられる。カッターユニット３は、Ｚ軸方向に移動可能に備えられた第１ステージ７１にロードセル７２を介して吊り下げられた第２ステージ７３に装着される。塗膜への切込み処理は、カッターユニット３をＺ軸方向に移動させて切込みを行いつつ、試験片ＴＰが保持された試験片ホルダ２をＸ軸、Ｙ軸およびθ軸方向に移動させることで所望の深さ、長さ、向きの切込みを行う。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】