(57)【要約】【課題】塗膜の耐衝撃性を的確に評価することに適した耐衝撃性試験装置及び耐衝撃性試験方法を提供すること。【解決手段】耐衝撃性試験装置１００であって、塗膜が形成された試験片Ｔを保持する保持部材１０と、鉄球Ｓを射出する射出装置２０と、前記試験片Ｔに生じた衝撃を検出する加速度センサ３０と、前記加速度センサ３０が検出した衝撃を取得する評価部５０とを備え、前記射出装置２０により射出された前記鉄球Ｓが前記試験片Ｔに衝突した際に生じる衝撃を前記加速度センサ３０によって検出し、前記塗膜の耐衝撃性を評価することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗膜が形成された評価対象物を保持する保持部材と、
衝撃付加体を射出する射出装置と、
前記評価対象物に生じた衝撃を検出するセンサと、
前記センサが検出した衝撃を取得するデータ取得部と、
を備え、
前記射出装置により射出された前記衝撃付加体が前記評価対象物に衝突した際に生じる衝撃を前記センサによって検出し、前記塗膜の耐衝撃性を評価することを特徴とする耐衝撃性試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の耐衝撃性試験装置であって、
前記衝撃付加体として、球形物体を用いることを特徴とする耐衝撃性試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の耐衝撃性試験装置であって、
前記センサは、
前記評価対象物の振動を検出する加速度センサにより構成されていることを特徴とする耐衝撃性試験装置。
【請求項４】
保持部材により保持され塗膜が形成された評価対象物に、射出装置から射出した衝撃付加体を衝突させ、前記衝撃付加体が前記評価対象物に衝突した際に生じる衝撃をセンサにより検出して前記塗膜の耐衝撃性を評価することを特徴とする耐衝撃性試験方法。
【請求項５】
請求項４に記載の耐衝撃性試験方法であって、
前記衝撃付加体として、球形物体を用いることを特徴とする耐衝撃性試験方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の耐衝撃性試験方法であって、
前記センサとして、前記評価対象物の振動を検出する加速度センサを用いることを特徴とする耐衝撃性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗膜の耐衝撃性を試験する耐衝撃性試験装置及び耐衝撃性試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えば、自動車の塗装等、過酷な条件下で使用される種々の塗膜がある。これら塗膜は、配合条件等によって特性が大きく変動する場合があり、それぞれの塗膜が有している耐衝撃性（例えば、耐チッピング性等）を的確に把握しておくことが望ましい。
【０００３】
塗膜の耐チッピング性を評価する場合、種々の試験方法が用いられており、例えば、塗膜に複数の飛翔体（例えば、砕石等）を衝突させて、塗膜に生じたチッピングを目視で評価するグラベロ試験法が知られている（例えば、非特許文献１、２参照。）。
【０００４】
しかしながら、非特許文献１、２に記載のグラベロ試験法は、評価対象物に多数のチッピングを生じさせるので、試験をするたびに新たな試験片を準備する必要がある。
また、試験に用いる個々の飛翔体は、形状等にばらつきがあるうえ、衝突する際の飛翔体の状態（飛翔体同士の衝突や速度変化、衝突する位置、同じ位置への複数回衝突等）によって、試験結果に変動が生じて、塗膜の特性を的確に取得（評価）するのは容易ではない。
【０００５】
また、自動車塗装外板の耐チッピング性評価方法では、種々の評価方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の評価方法は、砕石を上方に噴出して、走行する自動車の目前に砕石のカーテンを形成して耐チッピング性を評価するものであり、かかる評価方法によると実際に生じるチッピングに高い精度で近似するシミュレーションを行うことができるとされている。
【０００６】
また、ボンネットに飛ぶ飛石の条件から算出したボンネットの高さ方向における各部位毎の想定塗膜破壊エネルギーと予め求めた特性式により想定塗膜剥離発生率を求め、ボンネットの高さ方向における各部位毎の飛石の重量分布と想定塗膜剥離発生率とからボンネットの高さ方向の各部位毎の塗膜剥離個数を求め、その総和からボンネット全体の塗膜剥離発生率を算出することにより、簡単で高精度に耐チッピング性を評価する発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に記載の評価方法は、自動車車体の塗膜に対する耐チッピング性は高精度に評価できたとしても、自動車車体の形状等、各自動車車体固有の要因に基づく影響を含むものであり、塗膜の耐衝撃性そのものを的確に評価する試験方向ではない。
【０００８】
一方、塗膜の特性を定量的に評価する評価方法として、例えば、塗膜および塗膜が形成された板自体に動ひずみ計を配置して、動ひずみを検出することにより耐チッピング性を評価する動ひずみ計測がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−０５４７８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１５７６５６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】https://www.jfe-tec.co.jp/download/pdf/3S2J-245-00.pdf
【非特許文献２】https://www.jfe-tec.co.jp/download/pdf/340J-114-00.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、動ひずみ計測による評価は、塗膜の膜厚やチッピングプライマーの有無の検出には有効であるが、特にチッピングの程度が軽い場合の耐チッピングを的確に評価することは容易ではない。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、塗膜の耐衝撃性を的確に評価することに適した耐衝撃性試験装置及び耐衝撃性試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載の発明は、耐衝撃性試験装置であって、塗膜が形成された評価対象物を保持する保持部材と、衝撃付加体を射出する射出装置と、前記評価対象物に生じた衝撃を検出するセンサと、前記センサが検出した衝撃を取得するデータ取得部と、を備え、前記射出装置により射出された前記衝撃付加体が前記評価対象物に衝突した際に生じる衝撃を前記センサによって検出し、前記塗膜の耐衝撃性を評価することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、耐衝撃性試験方法であって、保持部材により保持され塗膜が形成された評価対象物に、射出装置から射出した衝撃付加体を衝突させ、前記衝撃付加体が前記評価対象物に衝突した際に生じる衝撃をセンサにより検出して前記塗膜の耐衝撃性を評価することを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る耐衝撃性試験装置、耐衝撃性試験方法によれば、保持部材により保持され塗膜が形成された評価対象物に、射出装置から射出した衝撃付加体を衝突させ、衝撃付加体が評価対象物に衝突した際に生じる衝撃をセンサにより検出して塗膜の耐衝撃性を評価するので、評価対象物に生じた衝撃を検出することができる。
【００１６】
ここで、衝撃付加体とは、球形物体、粒子状物体、粉状物体のいずれでもよく、粒子状物体、粉状物体の形状については、定形、不定形のいずれでもよい。また、粒子状物体、粉状物体が水分を含んでいてもよい。
また、塗膜とは、塗料、プライマー等、評価対象物の表面又は裏面に形成された膜を含んで構成されるものである。また、プライマー等や塗料膜を補助的に用いて、塗料膜、プライマー等を評価してもよい。
【００１７】
ここで、耐衝撃性とは、評価対象物の耐チッピング性、評価対象物における衝撃の減衰性等を含む概念である。
また、耐衝撃性を評価する指標としては、衝撃付加体が評価対象物に衝突した際の振動（振幅、周期等）、振動の減衰（減衰率等）を適用してもよい。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の耐衝撃性試験装置であって、前記衝撃付加体として、球形物体を用いることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の耐衝撃性試験方法であって、前記衝撃付加体として、球形物体を用いることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る耐衝撃性試験装置、耐衝撃性試験方法によれば、衝撃付加体として球形物体を用いるので、評価対象物の設定した位置（範囲）に設定した大きさの衝撃を付与するとともに、衝撃付加体がひとつであり、評価対象物に衝突する際の向きによって評価対象物に付加する衝撃にばらつきが生じるのが抑制される。したがって、複数の飛翔体を衝突させるのに比較して、飛翔体の形状、重量等のばらつきや、衝突する際の飛翔体同士が衝突等すること、複数の飛翔体の衝突タイミングが異なることに起因する影響を抑制することができる。
その結果、衝撃付加体自体に起因する影響を抑制して、評価対象物に生じた衝撃を的確に把握することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の耐衝撃性試験装置であって、前記センサは、前記評価対象物の振動を検出する加速度センサにより構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の耐衝撃性試験方法であって、前記センサとして、前記評価対象物の振動を検出する加速度センサを用いることを特徴とする。
【００２３】
この発明に係る耐衝撃性試験装置、耐衝撃性試験方法によれば、センサとして加速度センサを用いるので、評価対象物に生じた衝撃を振動として効率的に検出することができる。
その結果、塗膜の耐衝撃性を的確に定量的に評価得することができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明に係る耐衝撃性試験装置及び耐衝撃性試験方法によれば、塗膜の耐衝撃性を的確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置の概略構成の一例を説明する概念図である。
【図２】第１実施形態に係る保持部材本体の衝突位置調整機構による作用の概略を説明する概念図である。
【図３】第１実施形態の変形例に係る保持部材本体の衝突位置調整機構による作用の概略を説明する概念図である。
【図４】第１実施形態に係る評価部の概略構成を説明するブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る耐衝撃性試験の概略を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る耐衝撃性試験装置の概略構成を説明する概念図である。
【図７】本発明の実施例に係る耐衝撃性試験において、試験片に生じた傷跡を説明する写真である。
【図８】本発明の実施例に係る耐衝撃性試験において試験片に生じた衝撃を示す図であり、試験片に生じた衝撃を加速度の変化により示した図である。
【図９】本発明の実施例に係る耐衝撃性試験において試験片に生じた衝撃を示す図であり、試験片に生じた衝撃を加速度の積算により示した図である。
【図１０】本発明の実施例に係る耐衝撃性試験において試験片に生じた衝撃を示す図であり、試験片に生じた衝撃を加速度のパワースペクトルにより示した図である。
【図１１】本発明の実施例に係る耐衝撃性試験において試験片に生じた衝撃を示す図であり、試験片に生じた衝撃をパワースペクトル積算値により示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
以下、図１を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置の概略構成の一例を説明する概念図である。図１において、符号１００は耐衝撃性試験装置を、符号１０は保持部材を、符号２０は射出装置を、符号３０は加速度センサ（センサ）を、符号４０は操作部を、符号５０は評価部を、符号６０は高速度カメラを示している。また、符号Ｓは鉄球（球形物体、衝撃付加体）を、符号Ｔは試験片（評価対象物）を示している。
【００２７】
耐衝撃性試験装置１００は、図１に示すように、例えば、保持部材１０と、射出装置２０と、加速度センサ（センサ）３０と、操作部４０と、評価部５０と、表示部５５と、を備えている。
また、この実施形態において、耐衝撃性試験装置１００は、高速度カメラ６０を備えている。
そして、例えば、射出装置２０から射出した鉄球（球形物体、衝撃付加体）Ｓを試験片（評価対象物）Ｔに衝突させ、試験片Ｔ生じた衝撃を振動として検出することにより、試験片Ｔに生じた衝撃に関するデータを取得して耐衝撃性を評価するように構成されている。
【００２８】
保持部材１０は、図１に示すように、例えば、ベースとなる保持部材本体１１と、試験片Ｔを保持する保持部１２と、傾動機構（不図示）とを備えている。
保持部材本体１１は、例えば、振動を吸収及び伝達しにくい材質からなる（剛体）矩形平板とされていて、試験片Ｔが保持される側が平坦な面に形成されている。そして、傾動機構（不図示）によって、この平坦な面を鉄球Ｓの射出方向に対して直角（９０°）から平行（０°）までの範囲で変更することが可能とされている。
【００２９】
試験片Ｔ（評価対象物）は、この実施形態において、例えば、板厚０．８ｍｍ、７０ｍｍ×１５０ｍｍの矩形に形成された鉄板の一方の面に塗膜が形成されている。なお、試験片Ｔの板厚、サイズ、形状（例えば、円形等）、材質等については任意に設定することができる。
【００３０】
また、この実施形態において、保持部１２は、振動を吸収及び伝達しにくい材質（剛体）により形成されていて、試験片Ｔの外周縁部を保持可能に構成されている。
また、保持部材本体１１による試験片Ｔの保持箇所は適宜設定することが可能であり、取得したい塗膜（試験片）の耐衝撃性に応じて、試験片Ｔの一部（例えば、試験片Ｔが片持ち梁を構成するように外周縁部の一部）を保持してもよい。
【００３１】
また、鉄球Ｓを試験片Ｔに複数回衝突させて試験する場合には、試験片Ｔをその面方向に沿って所定位置に移動、配置するための衝突位置調整機構（不図示）を備えていることが好適である。
この実施形態において、保持部材１０は、例えば、鉄球Ｓを複数回衝突させて評価する際に、試験片Ｔに対する鉄球Ｓを衝突させる位置を調整するために保持部材本体１１の位置を調整する衝突位置調整機構（不図示）を備えている。なお、衝突位置調整機構（不図示）を備えるかどうかは任意に設定することが可能である。
【００３２】
この実施形態において、衝突位置調整機構は、例えば、図２に示すように、保持部材本体１１を矢印Ｔ１１方向に移動させて、試験片Ｔにおける衝突予定位置Ｐ０、Ｐ１１、Ｐ１２の位置を調整可能とされている。ここで、符号ＬＸは加速度センサ３０と衝突予定位置Ｐ０の距離を示しており、符号ＬＹは衝突予定位置Ｐ０、Ｐ１１、Ｐ１２同士の距離を示している。
【００３３】
鉄球Ｓを試験片Ｔに衝突させる際の衝突予定位置は任意に設定可能であるが、例えば、試験片Ｔの中央部近傍とすることが好適である。
また、鉄球Ｓを複数回衝突させる場合の衝突予定位置は、図２に示すように、例えば、最初に衝突予定位置Ｐ０に衝突させ、その後、衝突予定位置Ｐ１１、衝突予定位置Ｐ１２の順に衝突させてもよい。
【００３４】
また、衝突位置調整機構（不図示）は、例えば、図３に示すように、加速度センサ３０を中心に保持部材本体１１を矢印Ｒ１１方向に回動させて、衝突予定位置Ｐ０、Ｐ２１、Ｐ２２を調整可能に構成してもよい。  このように構成することにより、衝突予定位置Ｐ０、Ｐ２１、Ｐ２２と加速度センサ３０の距離を一定に維持して、衝撃による振動が高精度に検出可能である点で好適である。図３に示す符号ｒは、加速度センサ３０と衝突予定位置Ｐ０、Ｐ２１、Ｐ２２の距離を、符号θは衝突予定位置Ｐ０、Ｐ２１、Ｐ２２同士の距離と対応する角度である。
【００３５】
射出装置２０は、例えば、射出パイプ２１と、電磁バルブ２２と、流量調整弁２３と、を備え、操作部４０の指示により作動する。
射出パイプ２１は、例えば、内周が平滑なステンレス鋼のパイプにより構成されていて、先端側に射出口２１Ａが開口し、後端は電磁バルブ２２に接続されている。
そして、後端から供給された圧縮空気によって鉄球Ｓを射出口２１Ａから射出するように構成されている。
【００３６】
また、射出口２１Ａ側をわずかに高く設定することにより、射出前の鉄球Ｓを特別な構造を有することなく、重力のみで射出パイプ２１の鉄球待機位置（後端近傍）に重力により射出前の鉄球Ｓを待機させることができる点で好適である。
【００３７】
射出パイプ２１の長さＬ１、内径については適宜設定することが可能であるが、所望の射出速度を安定して得るために、射出時の圧縮空気のエネルギーロスや鉄球Ｓとの摩擦等を考慮して設定することが望ましい。
例えば、射出パイプ２１の長さＬ１は、１５０ｍｍ以上４００ｍｍ以下に設定することが好適であり、２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下に設定することがより好適である。
【００３８】
また、射出パイプ２１の内径は、例えば、鉄球Ｓとのクリアランスが、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが、鉄球Ｓの速度を安定させて衝撃エネルギーのばらつきを小さくするとともに、鉄球Ｓの直進性を向上させて衝突位置精度を確保するうえで好適である。また、クリアランスを０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定することがより好適である。
【００３９】
また、射出パイプ２１の射出口２１Ａから試験片Ｔまでの距離Ｌ２については適宜設定することが可能であるが、所望の射出速度を設定することが望ましい。
【００４０】
電磁バルブ２２は、上流側が流量調整弁２３に接続され、下流側が射出パイプ２１の後端に接続されている。また、電磁バルブ２２は、例えば、ソレノイドに通電することにより空気の流路が開閉される二位置の電磁バルブとされている。
そして、電磁バルブ２２は、ソレノイドに通電した場合には射出パイプ２１の後端から圧縮空気を供給し、通電していない場合には射出パイプ２１への圧縮空気の供給を停止する構成とされている。なお、タイマーのカウント開始時間と同期させるために、高速で作動することが好適である。
【００４１】
流量調整弁２３は、上流側がエア現に接続され、下流側が電磁バルブ２２と接続されていて、エア源から射出パイプ２１に供給される圧縮空気の流量を調整して鉄球Ｓの射出速度を調整するようになっている。
なお、流量調整弁２３を備えるかどうかは任意に設定可能であり、流量調整弁２３を備えない構成としてもよいし、流量調整弁２３とともに圧力調整弁を備える構成としてもよい。
【００４２】
鉄球（球形物体、衝撃付加体）Ｓは、球形の鉄により構成されていて、例えば、直径φ２．０ｍｍ、重量３２．９ｍｇ（体積４．１９ｍｍ３）とされている。そして、鉄球Ｓは、例えば、衝突エネルギー３．２Ｊ（衝突時速度約５０（ｋｍ／ｈ）未満）、で試験片Ｔに衝突するように設定されている。
【００４３】
鉄球Ｓの直径、衝突時の速度、衝突エネルギーについては、評価対象の塗膜を考慮して任意に設定してもよい。
【００４４】
鉄球Ｓの直径については、例えば、直径φ０．５ｍｍ以上、φ４．０以下に設定することが鉄球Ｓが有する衝突エネルギーを設定しやすくするうえで好適である。また、鉄球Ｓの直径をφ１．０ｍｍ以上、φ４．０以下に設定することがより好適であり、φ２．０ｍｍ以上、φ４．０以下に設定することがさらに好適である。
【００４５】
また、塗膜の耐衝撃性をより適切に評価するうえで、鉄球Ｓの直径や衝突速度を変化させ、鉄球Ｓが有する衝撃エネルギーを変化させながら、それぞれの振動や振動の減衰を検出してもよい。
【００４６】
加速度センサ（センサ）３０は、例えば、周知の加速度センサを適用することが可能であり、この実施形態では、試験片Ｔの表面に貼着されている。
なお、加速度センサの形式、取付けについては任意に設定することが可能であるが、例えば、５００Ｇ以上の加速度を検出可能なものが好適であり、１０００Ｇ以上の加速度を検出可能なものがより好適である。また、例えば、試験片Ｔへの取り付けについては、例えば、試験片Ｔに形成した取付け孔に装着してもよい。
【００４７】
操作部４０は、例えば、射出装置２０、評価部５０、高速度カメラ６０と接続されている。
そして、射出装置２０の電磁バルブ２２に指示して鉄球Ｓを射出する。また、電磁バルブ２２に指示した際に、評価部５０に信号を出力するように構成されている。
また、高速度カメラ６０に指示して撮像を実施するように構成されている。
【００４８】
評価部５０は、図４に示すように、例えば、振動データ取得部５１と、周波数解析部５２とを備えている。また、評価部５０は、例えば、加速度センサ３０、操作部４０、及び表示部５５と接続されている。
評価部５０は、操作部４０が電磁バルブ２２をＯＮに切換えた際に、加速度センサ３０による振動データの取得を開始し、例えば、加速度センサ３０から取得した振動データに基づいて、耐衝撃性を評価して、評価結果を表示部５５に表示する。
【００４９】
表示部５５は、評価結果を表示することが可能な周知のものを任意に設定することが可能であり、例えば、液晶パネル等を適用することができる。
【００５０】
振動データ取得部５１は、例えば、高速度データロガーにより構成されている。
振動データ取得部５１は、任意に設定することが可能であるが、例えば、１０ＭＨｚの周波数を検出可能であることが好適であり、１００ＭＨ以上の周波数を検出可能であることがより好適である。
なお、高速度データロガーに代えて、例えば、振動データ取得部５１としてオシロスコープ等を適用してもよい。
【００５１】
周波数解析部５２は、周知のＦＦＴ（フーリエ変換装置）を適用することが可能であり、例えば、オシロスコープに付属されたＦＦＴ（フーリエ変換装置）を使用してもよい。
【００５２】
高速度カメラ６０は、例えば、射出装置から射出された鉄球（衝撃付加体、球形物体）Ｓが、衝撃試験における速度等の試験条件を満足しているかどうか確認するために用いる。すなわち、耐衝撃性試験において、例えば、鉄球Ｓが所望の衝撃試験条件を満足しているかどうかを確認するのに用いることができる。
高速度カメラ６０としては、周知のものを適用可能であり、例えば、Ｐｈｏｔｒｏｎ  Ｍｉｎｉ  ＵＸ１００  ｍａｘ  ＳＳ：１/２５０，０００  （株式会社フォトロン製）を適用することが可能である。
また、レンズは、例えば、ＣＡＮＯＮ  ＴＶ  Ｎｏ.２３２７１  ５０ｍｍ  ｆ１．０（キヤノン株式会社製）を、４．５、９．０、２４．０の３種のレンズアダプターを用いてもよい。
【００５３】
また、高速度カメラ６０は、図１に示す射出装置２０の吐出部から設定距離Ｌ３（例えば、約８０ｍｍ）の位置を含む位置に向けられていて、鉄球Ｓの衝突時の速度を計測するとともに挙動（例えば、衝突後の軌跡等）を検出可能に構成されている。
なお、高速度カメラ６０を用いるかどうかは、必要に応じて任意に設定することができる。
【００５４】
＜試験手順＞
次に、図５を参照して、第１実施形態に係る耐衝撃性試験方法について説明する。
（１）まず、射出パイプ２１に供給する圧縮空気の圧力を設定する（Ｓ１）。
圧縮空気の圧力は、この実施形態において、流量を調整することにより設定する。また、圧縮空気の圧力は、例えば、鉄球（衝撃付加体）Ｓの直径（重量）、衝突時の速度、衝突エネルギー等に基づいて設定する。
（２）次に、例えば、保持部材１１の衝突位置調整機構（不図示）を作動させて、試験片Ｔにおける鉄球Ｓの衝突予定位置と射出装置２０の射出口２１Ａを対応させて配置する（Ｓ２）。
なお、射出装置２０の射出口を試験片Ｔの所定位置（衝突させるべき位置）に向けてもよい。
（３）次いで、射出装置２０に鉄球Ｓを装填する（Ｓ３）。
（４）次に、操作部４０により電磁バルブ２２をＯＮにして、射出パイプ２１に圧縮空気を供給して試験片Ｔの所定位置に向かって鉄球Ｓを射出する（Ｓ４）。
（５）電磁バルブ２２をＯＮにしたのにあわせて、評価部５０によるデータ取得を開始する（Ｓ５）。
（６）鉄球Ｓが衝突して試験片Ｔに生じた衝撃（振動）を加速度センサ３０により検出し、そのデータを評価部５０に出力する（Ｓ６）。
（７）評価部５０は、例えば、入力されたデータに基づいてパワースペクトル積算値を算出する（Ｓ７）。
なお、パワースペクトル積算値は、加速度センサ３０から入力された信号をフーリエ変換することにより算出する。
耐衝撃性試験の精度及び信頼性を確保するうえで、試験片Ｔの衝撃負荷位置を変化させながら上記Ｓ１〜Ｓ７を繰り返して実施し、その平均値によって評価することが好適である。また、試験片Ｔに繰り返して衝撃を付加する場合、例えば、ｎ＝３以上とすることが好適であり、ｎ＝５以上とすることが好適である。
その場合、例えば、図２に示すＰ０、Ｐ１１、Ｐ１２の順に、試験片Ｔにおける鉄球Ｓの衝突位置をずらしてもよい。
【００５５】
また、上記Ｓ４〜Ｓ７と並行して、高速度カメラ６０を用いて、射出した鉄球Ｓを撮像して鉄球Ｓが衝突したときの速度（衝突速度）により衝突時の衝突エネルギーを算出してもよい。また、鉄球Ｓの跳ね返りの状況を検証して塗膜の反発係数等を算出してもよい。
なお、高速度カメラ６０による鉄球Ｓの撮像は、耐衝撃性試験の試験条件を設定する場合や耐衝撃性試験の精度等を検証する場合だけに行ってもよい。
【００５６】
以下、評価部５０における耐衝撃性試験における評価方法について説明する。
（１）まず、評価対象となる塗膜について上記試験手順にしたがって耐衝撃試験を実施する。
（２）耐衝撃試験を実施した試験片Ｔについて、予め設定した評価項目（耐チッピング性等）と、加速度センサ３０により検出した振動データ（衝撃後の振幅の減衰特性、衝撃後の振動時間、衝撃後の振動周波数の変化）又は検出した振動データから算出した振動特性（例えば、加速度の積算値、パワースペクトル、パワースペクトル積算値等）とを対応させて、加速度センサ３０が検出した振動データ等の相関関係を明確にして評価を可能とする。
【００５７】
第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００、耐衝撃性試験方法によれば、射出装置２０が射出した鉄球Ｓが試験片Ｔに衝突する際に生じる衝撃を加速度センサ３０によって振動として検出するので、試験片（評価対象物）Ｔに生じた衝撃を定性的、定量的に検出することができる。
【００５８】
また、第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００、耐衝撃性試験方法によれば、衝撃付加体として鉄球Ｓを用いるので、評価対象物の設定した位置（範囲）に設定した大きさの衝撃を付与するとともに、衝撃付加体自体に起因する影響を抑制して、評価対象物に生じた衝撃を的確に把握することができる。
【００５９】
また、第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００、耐衝撃性試験方法によれば、センサとして加速度センサ３０を用いるので、評価対象物に生じた衝撃を振動として効率的に検出することができる。
【００６０】
また、第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００、耐衝撃性試験方法によれば、耐チッピング性をパワースペクトル積算値により評価するので、再現性及び評価結果の差の認識を効率的に行うことができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態に係る耐衝撃性試験装置の概略を説明する概念図である。図２において、符号１００Ａは耐衝撃性試験装置を、符号１０Ａは傾動された保持部材を示している。
【００６２】
耐衝撃性試験装置１００Ａは、図６に示すように、例えば、保持部材１０と、射出装置２０と、加速度センサ（センサ）３０と、操作部４０と、評価部５０と、表示部５５と、を備えている。また、耐衝撃性試験装置１００Ａは、高速度カメラ６０を備えている。
【００６３】
第２実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００Ａが１実施形態に係る耐衝撃性試験装置１００と異なるのは、保持部材１０Ａが鉄球Ｓの射出方向に対して傾斜角θだけ傾斜して構成されている点である。その他は、第１実施形態と同様であるので同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
第２実施形態において、保持部材１０Ａは、例えば、射出方向と直交する方向を基準とした場合に、傾斜角θ＝約３０°傾斜して配置されている。
【００６５】
第２実施形態に係る試験方法によれば、例えば、自動車車体のボンネンットのように、砕石等の飛翔体が斜めに衝突する面における塗膜特性（耐チッピング性）を容易かつ効率的に評価することができる。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態においては、試験片Ｔに生じた衝撃を試験片Ｔに取付けた加速度センサ３０により振動として検出する場合について説明したが、他の周知の検出方法により振動を検出してもよい。例えば、加速度センサ３０に代えて試験片Ｔに貼着した反射板等に光を照射して、光が戻ってくるまでの時間によって試験片Ｔに生じた振動を検出してもよく周知の種々の形式の検出方法を適用してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態においては、試験片Ｔに加速度センサ３０を取付けて振動を検出することにより、試験片Ｔに生じる振動を取得する場合について説明したが、試験片Ｔに代えて、保持部材１０に設けたセンサによって衝撃を検出する構成としてもよい。
また、試験片Ｔに生じた衝撃を振動以外のパラメータにより検出してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態においては、耐衝撃性試験装置１００、１００Ａが高速度カメラ６０を備える場合について説明したが、高速度カメラ６０を備えるかどうかは任意に設定することができる。
【００７０】
また、上記実施形態においては、試験片Ｔが矩形に形成され一方の面に塗膜が形成されている場合について説明したが、試験片Ｔの形状、試験対象の塗膜の形態については任意に設定することができる。
【００７１】
また、上記実施形態においては、衝撃付加体が球形物体とされ、球形物体が鉄球Ｓである場合について説明したが、衝撃付加体として、鉄球Ｓに代えて、粒子状物体、粉状物体を用いてもよく、粒子状物体、粉状物体の形状については、定形、不定形のいずれでもよい。また、粒子状物体、粉状物体が水分を含んでいてもよい。
また、上記実施形態においては、球形物体が鉄球Ｓが直径φ２ｍｍの鉄球Ｓである場合について説明したが、球形物体の材質、サイズ、重量については任意に設定することができる。
【００７２】
また、上記実施形態においては、耐衝撃性試験装置１００、１００Ａが塗膜の耐チッピング性を評価する場合について説明したが、耐チッピング性以外の耐衝撃性を評価する構成としてもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
実施例は、例えば、第１実施形態に係る耐衝撃性試験装置により、耐衝撃性として耐チッピング性を評価するのに適用した例である。
実施例における試験条件、評価した試験片の概略構成は以下に示すとおりである。
【００７４】
〔試験条件〕
鉄球：直径φ２ｍｍ、重量３２．９ｍｇ、衝突時速度１３．９（ｍ／ｓ）
射出パイプ：長さ２００ｍｍ、内径φ２．２ｍｍ（クリアランス０．１ｍｍ）
射出圧力：０．０３ＭＰａ、衝突エネルギー３．２Ｊ
加速度センサ：５００Ｇ対応（製品名７１００Ａ、ＴＥ  Conectivity社製）
振動データ取得部及びフーリエ変換：１００ＭＨｚ対応（製品名５４６４１Ａ、アジレント社製）
【００７５】
〔試験片〕
試験片は、形成した塗膜の構成によって２種類（試験片１、試験片２）を準備した。
試験片１、試験片２は、板厚０．８ｍｍ、７０ｍｍ×１５０ｍｍの鉄板の片面に下記の塗膜を形成して作成した。
試験片１：ＳＰＣＣ鋼板にカチオン電着２０μｍ、その上に耐チッピングアクリルプライマＡ  ３０μｍ、その上にベース塗料１５μｍ、その上にクリヤー塗料を３０μｍ塗布した。
試験片２：ＳＰＣＣ鋼板にカチオン電着２０μｍ、その上に耐チッピングアクリルプライマＢ  ３０μｍ、その上にベース塗料１５μｍ、その上にクリヤー塗料を３０μｍ塗布した。
【００７６】
以下、図７から図１１を参照して、実施例による確認結果について説明する。
図７は、実施例に係る耐衝撃性試験において、図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、それぞれ試験片１、試験片２に生じた傷跡を説明する写真である。また、図８〜図１１は、実施例に係る耐衝撃性試験において試験片に生じた衝撃を示す図であり、図８は衝撃を加速度の変化により示しており、図９は衝撃を加速度の変化により示しており、図１０は衝撃を加速度のパワースペクトルにより示しており、図１１はパワースペクトル積算値により示している。
ここで、図７から図１１に示す試験片Ｎ-ｎは、試験片Ｎ（Ｎ＝１、２）におけるｎ（ｎ＝１、２、３）回目の衝撃によるものであることを示している。
【００７７】
実施例は、上記試験条件によって、鉄球を試験片１、試験片２にそれぞれ３回（３箇所）ずつ衝突させた。
そして、試験片１、試験片２に生じた衝撃を加速度センサによって振動データ（加速度の変化）として検出して、加速度の変化、及び振動データから算出した加速度の積算値、パワースペクトル、パワースペクトル積算値により耐衝撃性を評価した。
【００７８】
〔傷跡〕
試験片１、試験片２に生じた深さは、図７に示すように、試験片１のほうが試験片２よりも大きかった。
具体的には、試験片１では平均深さ７７μｍのくぼみが形成され、試験片２では平均深さが５７μｍのくぼみが形成された。
このことから、耐チッピング性は、試験片２のほうが試験片１よりも良好であることがわかる。
【００７９】
〔加速度の積算値〕
次に、図８、図９を参照して、加速度の積算値による耐チッピング性の評価について説明する。
図８は衝撃を加速度の変化により示す図であり、試験片１、試験片２における衝撃は、図８に示すとおりである。図８において、横軸は衝撃後の経過時間を、縦軸は加速度の大きさを示している。
【００８０】
図９は、試験片に生じた衝撃を加速度の積算値を各試験片に衝撃を付加したごとに示した図であり、図９（Ａ）は０−１ｍｓの加速度の積算を、図９（Ｂ）は０−３ｍｓの加速度の積算を、図９（Ｃ）は０−５ｍｓの加速度の積算を示す図である。また、図９において、横軸は試験片及び衝撃付加順を、縦軸は加速度の積算値を示している。
試験片１、試験片２の加速度の積算値は、図９に示すように、試験片１のほうが試験片２よりも小さかった。
具体的には、０−１ｍｓでは、試験片１のほうが試験片２よりも約２０％小さかった。
また、０−３ｍｓでは、試験片１のほうが試験片２よりも約９％小さかった。
また、０−５ｍｓでは、試験片１のほうが試験片２よりも約８．４％小さかった。
以上のことから、試験片における衝撃の吸収は、衝突後０−１ｍｓ（衝突初期）に大きく、その後、しだいに小さくなることが推測される。
また、図７を参照すると、衝撃に起因する加速度（振動）の積算値が小さいほうが損傷が大きいことから、塗膜層の損傷に衝撃エネルギーが費やされることで、衝撃エネルギー吸収されていることが推測される。
【００８１】
〔パワースペクトル積算値〕
次に、図１０、図１１を参照して、パワースペクトル積算値による耐チッピング性の評価について説明する。図１０は、試験片に生じた衝撃をパワースペクトルにより示した図であり、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、それぞれ試験片１−１、試験片２−１のパワースペクトルを示す図である。図１０において、横軸は周波数を、縦軸は加速度のパワー比を示している。
また、図１１は、各試験片に衝撃を付加したごとのパワースペクトル積算値により示す図である。図１１において、横軸は試験片及び衝撃付加順を、縦軸はパワースペクトル積算値を示している。なお、図１１は、周波数１００〜３００ｋＨｚのパワースペクトル積算値の例である。
【００８２】
パワースペクトル積算値は、図１０に示すような各試験片の衝撃付加位置（順）ごとに、周波数１００〜３００ｋＨｚのパワースペクトルを積算して値積算値を算出した。
その結果、試験片１、試験片２のパワースペクトル積算値は、図１１に示すように、試験片１のほうが試験片２よりも小さかった。
具体的には、パワースペクトルの平均積算値は、試験片１は、試験片２の約８７％である。
【００８３】
以上のことから、塗膜が形成された評価対象物に生じた振動等を検出することで、評価対象物の耐衝撃性（耐チッピング性）を適切に評価できることがわかった。
なお、射出圧力０．０２ＭＰａ（衝撃エネルギー１．３６Ｊ）で実施した耐衝撃性試験においても同様の結果が得られた。
また、図１１に示すようなパワースペクトル積算値による評価が、再現性及び評価結果の差の認識が容易であり、パワースペクトル積算値が最も好適であると考えられる。
【００８４】
なお、射出圧力０．０２ＭＰａ（衝撃エネルギー１．３６Ｊ）で実施した耐衝撃性試験においても同様の結果が得られた。
また、図１１に示すようなパワースペクトル積算値による評価が、再現性及び評価結果の差の認識が容易であり、パワースペクトル積算値が最も好適であると考えられる。
【符号の説明】
【００８５】
Ｓ  鉄球（衝撃付加体、球形物体）
Ｔ  試験片（評価対象物）
１０、１０Ａ  保持部材
２０  射出装置
３０  加速度センサ（センサ）
４０  操作部
５０  評価部
６０  高速度カメラ
１００、１００Ａ  耐衝撃性試験装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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