(57)【要約】      （修正有）【課題】レール表面に対する付着物の付着力を簡単な構造によって正確に測定することができる付着力測定装置、付着力測定方法及び付着力測定用治具を提供する。【解決手段】付着力測定装置３は、レールＲの表面に対する付着物Ｄの付着力を測定する。荷重測定部４は、付着物Ｄに荷重を作用させたときに、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときの荷重を測定する。支持部５は、荷重測定部４を支持する。装着部は、支持部５をレールＲに着脱自在に装着する。装着部は、荷重測定部４が付着物Ｄに所定の方向から荷重を作用させるように、支持部５をレールＲに装着する。押圧部１１は、荷重測定部４が付着物Ｄに荷重を作用させるように、この荷重測定部４をこの付着物Ｄに押圧する。【選択図】図１
2020071197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レール表面に対する付着物の付着力を測定する付着力測定装置であって、
前記付着物に荷重を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重を測定する荷重測定部を、レールに着脱自在に装着する装着部を備えること、
を特徴とする付着力測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の付着力測定装置において、
前記装着部は、前記荷重測定部が前記付着物に所定の方向から荷重を作用させるように、この荷重測定部を前記レールに装着すること、
を特徴とする付着力測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の付着力測定装置において、
前記荷重測定部が前記付着物に荷重を作用させるように、この荷重測定部をこの付着物に押圧する押圧部を備えること、
を特徴とする付着力測定装置。
【請求項４】
レール表面に対する付着物の付着力を測定する付着力測定方法であって、
前記付着物に荷重を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重を測定する荷重測定部を、レールに着脱自在に装着する装着工程を含むこと、
を特徴とする付着力測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の付着力測定方法において、
前記装着工程は、前記荷重測定部が前記付着物に所定の方向から荷重を作用させるように、この荷重測定部を前記レールに装着する工程を含むこと、
を特徴とする付着力測定方法。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の付着力測定方法において、
前記荷重測定部が前記付着物に荷重を作用させるように、この荷重測定部をこの付着物に押圧する押圧工程を含むこと、
を特徴とする付着力測定方法。
【請求項７】
レール表面に対する付着物の付着力を測定するときに使用する付着力測定用治具であって、
前記付着物に装着されて荷重測定部から荷重が作用する荷重作用部を備え、
前記荷重測定部は、前記荷重作用部を通じて前記付着物に荷重を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重を測定すること、
を特徴とする付着力測定治具。
【請求項８】
請求項７に記載の付着力測定用治具において、
前記付着物と前記荷重作用部とを接着する接着剤をこの荷重作用部に注入する注入部を備えること、
を特徴とする付着力測定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レール表面に付着する付着物の付着力を測定する付着力測定装置、付着力測定方法、及びレール表面に付着する付着物の付着力を測定するときに使用する付着力測定用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
営業線では、秋から冬季において木から落ちたレール上の葉を車輪で踏みつぶすことにより、レール上に黒色皮膜が形成される。このレール上に形成した黒色皮膜上を後続車両が通過する際、列車空転が発生し、定時運行の妨げとなっている。これまでの調査によると列車空転が発生するのは比較的列車本数の少ない山間線区でかつ特に朝露や霜が発生しやすい早期の時間帯が多い。
【０００３】
列車空転の要因である黒色皮膜の除去方法を検討する際に、この黒色皮膜の形成機構・密着機構を明らかにすることは不可欠である。密着度測定に関して従来種々の手法が提案されている。接着剤の接着強さを測定する方法として引張接着強さ(JIS K 6849-1976)、引張せん断接着強さ(JIS K 6850-1976)、圧縮せん断強さ(JIS K 6852-1976)、割裂接着強さ(JIS K 6853-1977)などがある。しかし、これらの測定方法は、いずれも同一の２物体の間に一体的に介在する接着剤についての接着強さを測定するものが多く、黒色皮膜の密着度の測定への適用は難しい。また、塗料(塗膜)における密着度(付着性)を測定する方法としては、クロスカット法(JIS K 5600-5-6)やプルオフ法(JIS K 5600-5-7)が挙げられる。しかし、これらの測定方法は、いずれも硬質な塗膜を対象としているため、比較的軟質な黒色皮膜の密着度の測定への適用は難しい。
【０００４】
従来の導体パッドの接着強度の測定方法は、絶縁基板上の導体パッドの側面に接触ツールを接触させて、この導体パッドに押圧力を作用させ、この絶縁基板面からこの導体パッドがはく離するときの押圧力を測定している（例えば、先行技術１参照）。このような従来の導体パッドの接着強度の測定方法は、はく離試験機の接触ツールを絶縁基板面に平行な方向から導体パッドに接触させて、この導体パッドがはく離するときの押圧力を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2000-321196号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の導体パッドの接着強度の測定方法は、はく離試験機と絶縁基板とを正確に位置決めして、接触ツールを絶縁基板面に平行な方向から導体パッドに押圧力を作用させる必要がある。しかし、従来の導体パッドの接着強度の測定方法では、絶縁基板に対してはく離試験機が性格に位置決められていない状態で、このはく離試験機の接触ツールを絶縁基板面に接触させると、絶縁基板面に対して斜め方向から導体パッドに接触ツールが接触してしまう。その結果、従来の導体パッドの接触強度の測定方法では、導体パッドに斜め方向から押圧力が作用してしまいはく離するとき押圧力を正確に測定できない問題点がある。
【０００７】
この発明の課題は、レール表面に対する付着物の付着力を簡単な構造によって正確に測定することができる付着力測定装置、付着力測定方法及び付着力測定用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１及び図２に示すように、レール表面（Ｒ11）に対する付着物（Ｄ）の付着力を測定する付着力測定装置であって、前記付着物に荷重（Ｆ）を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重（Ｆ）を測定する荷重測定部（４）を、レール（Ｒ）に着脱自在に装着する装着部（８）を備えることを特徴とする付着力測定装置（３）である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の付着力測定装置において、図１〜図４に示すように、前記装着部は、前記荷重測定部が前記付着物に所定の方向から荷重を作用させるように、この荷重測定部を前記レールに装着することを特徴とする付着力測定装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の付着力測定装置において、図１及び図２に示すように、前記荷重測定部が前記付着物に荷重を作用させるように、この荷重測定部をこの付着物に押圧する押圧部（１１）を備えることを特徴とする付着力測定装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、図１、図２及び図６に示すように、レール表面（Ｒ11）に対する付着物（Ｄ）の付着力を測定する付着力測定方法であって、前記付着物に荷重（Ｆ）を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重（Ｆ）を測定する荷重測定部（４）を、レール（Ｒ）に着脱自在に装着する装着工程（＃１２０）を含むことを特徴とする付着力測定方法（＃１００）である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４に記載の付着力測定方法において、図１〜図４及び図６に示すように、前記装着工程は、前記荷重測定部が前記付着物に所定の方向から荷重を作用させるように、この荷重測定部を前記レールに装着する工程を含むことを特徴とする付着力測定方法である。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の付着力測定方法において、図１及び図２に示すように、前記荷重測定部が前記付着物に荷重を作用させるように、この荷重測定部をこの付着物に押圧する押圧工程（＃１３０）を含むことを特徴とする付着力測定方法である。
【００１４】
請求項７の発明は、図１〜図５に示すように、レール表面（Ｒ11）に対する付着物（Ｄ）の付着力を測定するときに使用する付着力測定用治具であって、前記付着物に装着されて荷重測定部（４）から荷重（Ｆ）が作用する荷重作用部（２ａ）を備え、前記荷重測定部は、前記荷重作用部を通じて前記付着物に荷重を作用させたときから、前記レール表面からこの付着物が離れるときまでの荷重（Ｆ）を測定することを特徴とする付着力測定治具（２）である。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項７に記載の付着力測定用治具において、図３及び図４に示すように、前記付着物と前記荷重作用部とを接着する接着剤をこの荷重作用部に注入する注入部（２ｃ）を備えることを特徴とする付着力測定用治具である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によると、レール表面に対する付着物の付着力を簡単な構造によって正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る付着力測定装置をレールに装着した状態を示す平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る付着力測定装置をレールに装着した状態を示す側面図である。
【図３】図１のIII部分を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のIV-IV線で切断した状態を断面図である。
【図５】図５は、図３のV-V線で切断した状態を断面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る付着力測定方法の工程図である。
【図７】この発明の第２実施形態に係る付着力測定装置の荷重測定部と荷重作用部との接触状態を示す平面図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る付着力測定装置の荷重測定部と荷重作用部との接触状態を示す平面図である。
【図９】この発明の第４実施形態に係る付着力測定装置の荷重測定部と荷重作用部との接触状態を示す正面図である。
【図１０】各試番の付着力測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１〜図３に示すレールＲは、車両の車輪を支持し案内してこの車両を走行させる部材である。レールＲは、レール頭部Ｒ1と、レール底部（フランジ部）Ｒ2と、レール腹部（ウェブ部）Ｒ3などを備えている。レール頭部Ｒ1は、車両の車輪と接触する部分である。レール頭部Ｒ1は、車輪を直接支持する頭頂面（頭部上面）Ｒ11と、レール頭部Ｒ1の左右の側面部分を構成し頭頂面Ｒ11と連続する頭部側面Ｒ12と、レール頭部Ｒ1の下側の曲面部分を構成する上首部（顎下部）Ｒ13などを備えている。レール底部Ｒ2は、レール締結装置によってまくらぎなどの支承体に支持されて取り付けられる部分である。レール腹部Ｒ3は、レール頭部Ｒ1とレール底部Ｒ2とを繋ぐ部分である。
【００１９】
図１及び図３〜図５に示す付着物Ｄは、レールＲの表面に付着する物体である。付着物Ｄは、付着力測定装置３によって付着力（密着力）が測定される測定対象物である。付着物Ｄは、レールＲと車輪との間で踏みつぶされた落葉によって形成された軟質な黒色皮膜（黒色被膜）である。付着物Ｄは、黒色皮膜が形成する場所又は落葉の種類などの環境条件によって、頭頂面Ｒ11に一様に形成されたり、頭頂面Ｒ11に直径1〜10cm程度の規模でまばらに形成されたりする。
【００２０】
図１及び図２に示す付着力測定システム１は、レールＲの表面に対する付着物Ｄの付着力を測定するシステムである。付着力測定システム１は、図１〜図５に示す付着力測定用治具２と、図１及び図２に示す付着力測定装置３などを備えている。付着力測定システム１は、図２に示すように、付着物Ｄの表面に装着された付着力測定用治具２に、付着力測定装置３から荷重Ｆを作用させ、この付着力測定用治具２から作用する反力Ｒを付着力測定装置３によって測定することによって付着物Ｄの付着力を測定する。
【００２１】
図１〜図５に示す付着力測定用治具２は、レールＲの表面に対する付着物Ｄの付着力を測定するために使用する治具である。付着力測定用治具２は、図１及び図２に示すように、付着物Ｄに装着された状態でこの付着物Ｄと付着力測定装置３との間で相互に力を伝達させる。付着力測定用治具２は、図２に示すように、この付着力測定用治具２に付着力測定装置３から荷重Ｆが作用し、この付着力測定装置３から作用する荷重Ｆをこの付着力測定用治具２を介して付着物Ｄに伝達する。付着力測定用治具２は、付着物Ｄからこの付着力測定用治具２に作用する反力Ｒを、この付着力測定用治具２を介して付着力測定装置３に伝達する。付着力測定用治具２は、図１〜図５に示す荷重作用部２ａと、図４及び図５に示す接合部２ｂと、図１、図３及び図４に示す注入部２ｃと、接着部２ｄと、図１〜図５に示す側面部２ｅなどを備えている。
【００２２】
図１〜図５に示す荷重作用部２ａは、付着物Ｄに装着されて荷重測定部４からこの付着物Ｄに荷重Ｆが作用する部分である。荷重作用部２ａは、図２〜図４に示すように、荷重測定部４から荷重Ｆが作用するとともに、この荷重測定部４に反力Ｒを作用させる部分である。荷重作用部２ａは、図１〜図５に示すように、外観形状が直方体又は立方体のアルミニウムなどの金属製又は熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂などの合成樹脂製の角筒状部材である。図４及び図５に示す接合部２ｂは、付着物Ｄの表面に荷重作用部２ａを接合させる部分である。接合部２ｂは、荷重作用部２ａの下端部に形成された平坦面であり付着物Ｄの表面と密着する。
【００２３】
図１、図３及び図４に示す注入部２ｃは、付着物Ｄと荷重作用部２ａとを接着する接着剤をこの荷重作用部２ａに注入する部分である。注入部２ｃは、荷重測定部４の内部に接着剤を充填するため、この荷重測定部４の上端部に形成された開口部である。接着部２ｄは、荷重作用部２ａと付着物Ｄとを接着する部分である。接着部２ｄは、注入部２ｃから荷重作用部２ａの内部に充填された硬化後の接着剤によって形成されている。接着部２ｄは、荷重作用部２ａの内部の接着剤が硬化することによって、付着物Ｄの表面に荷重作用部２ａを接着する。接着部２ｄは、例えば、２液性エポキシ硬化剤のようなエポキシ系接着剤、又はアクリル酸及び誘導体を主成分とするアクリル系接着剤などによって形成されている。図１〜図５に示す側面部２ｅは、荷重作用部２ａの側面を構成する部分である。側面部２ｅは、荷重作用部２ａの外周面に形成された平坦面であり、４つの面が同一形状で形成されている。
【００２４】
図１及び図２に示す付着力測定装置３は、レールＲの表面に対する付着物Ｄの付着力を測定する装置である。付着力測定装置３は、図１及び図２に示すように、レールＲに着脱自在に装着することによって、図２〜図４に示すようにレールＲの表面の付着物Ｄに所定の方向から荷重Ｆを作用させ、この付着物Ｄの付着力を測定する。付着力測定装置３は、付着物Ｄの付着力を測定する際に既存のレールＲを切り離すことなく、付着物Ｄの付着力を現場で測定可能である。付着力測定装置３は、図１及び図２に示すように、荷重測定部４と、支持部５と、装着部８などを備えている。付着力測定装置３は、図１に示すように、レールＲの幅方向（レールＲの長さ方向と直交する方向）に装着部８を装着可能であり、このレールＲの幅方向に向けて荷重測定部４を付着物Ｄに押し付けて付着物Ｄの付着力を測定する。
【００２５】
図１及び図２に示す荷重測定部４は、付着物Ｄに荷重Ｆを作用させたときから、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときまでの荷重Ｆを測定する手段である。荷重測定部４は、図２に示すように、付着物Ｄに荷重Ｆを作用させるとともに、この付着物Ｄから作用する反力Ｒを測定する。荷重測定部４は、例えば、押圧力、引張力、はく離力又は粘着力などの力を測定するフォースゲージのような荷重測定器である。荷重測定部４は、レールＲの表面から付着物Ｄがはく離するように、レールＲと付着物Ｄとの間にせん断力を作用させる。荷重測定部４は、図１〜図５に示す接触子４ａと、図１に示す表示部４ｂなどを備えている。荷重測定部４は、付着力測定用治具２の荷重作用部２ａに接触子４ａを押し付けたときに、この荷重作用部２ａからこの接触子４ａに作用する反力Ｒを測定し、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときの反力Ｒを付着物Ｄの付着力と推定する。
【００２６】
図１〜図５に示す接触子４ａは、付着力測定用治具２の荷重作用部２ａの外周面と接触する部分である。接触子４ａは、所定長さの軸状部材であり、荷重測定部４の計測軸に着脱自在に装着されるゲージアタッチメントのような押し込み圧子（押し治具）である。接触子４ａは、図４及び図５に示すように、付着物Ｄの付着力を測定するときに、レールＲと付着物Ｄとの間に作用するモーメントが小さくなるように、荷重作用部２ａの側面部２ｅの中心から接合部２ｂまでの間の作用点Ｐに荷重Ｆを作用させる。図１に示す表示部４ｂは、荷重測定部４の測定結果を表示する手段である。表示部４ｂは、例えば、荷重作用部２ａに接触子４ａを接触させてから付着物Ｄが離れるまでの間に作用させた荷重Ｆを荷重測定値として表示する液晶画面である。
【００２７】
図１及び図２に示す支持部５は、荷重測定部４を支持する手段である。支持部５は、荷重測定部４、保持部６及び押圧部７を支持した状態で装着部８に取り付けられている。支持部５は、スライド部７ｄを移動自在に支持するゲージ送りステージとして機能する。支持部５は、この支持部５の上面にスライド部７ｄの下面がスライドするように平坦面に形成されている。支持部５は、平面形状が四角形の板状部材であり、この支持部５の一方の端部が挟み込み部１０Ａの下面にねじなどの固定部材によって固定されている。支持部５は、保持部６と押圧部７などを備えている。
【００２８】
保持部６は、荷重測定部４を保持する手段である。保持部６は、ねじなどの固定部材によって荷重測定部４をこの保持部６の上面に固定している。保持部６は、平面形状が四角形の板状部材であり、この保持部６の下面が荷重測定部４の背面と接合するように平坦面に形成されている。
【００２９】
押圧部７は、荷重測定部４が付着物Ｄに荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４を付着物Ｄに押圧する手段である。押圧部７は、レールＲの表面から付着物Ｄが離れるまで、荷重測定部４が付着物Ｄに荷重Ｆを継続して作用させするように、この荷重測定部４を押圧する。押圧部７は、手動操作によって保持部６を駆動することによって、荷重測定部４の接触子４ａを付着力測定用治具２の荷重作用部２ａに押し付ける。押圧部７は、操作部７ａと、ねじ部７ｂと、ガイド部７ｃと、スライド部７ｄなどを備えている。
【００３０】
操作部７ａは、荷重測定部４を進退動作させるときに測定者が操作する部分である。操作部７ａは、ねじ部７ｂの頭部に取り付けられており、進退操作用の送りハンドルとして機能し、このねじ部７ｂと一体となって回転する。ねじ部７ｂは、スライド部７ｄを往復移動させる部分である。ねじ部７ｂは、このねじ部７ｂの両端部がガイド部７ｃに回転自在に支持されている。ねじ部７ｂは、操作部７ａが時計回りに回転操作されたときには、このねじ部７ｂも時計回りに回転してこのねじ部７ｂの雄ねじ部がスライド部７ｄの雌ねじ部と噛み合って、このスライド部７ｄとともに荷重測定部４を前進させる。ねじ部７ｂは、操作部７ａが反時計回りに回転操作されたときには、このねじ部７ｂも反時計回りに回転してこのねじ部７ｂの雄ねじ部がスライド部７ｄと噛み合って、このスライド部７ｄとともに荷重測定部４を後退させる。
【００３１】
ガイド部７ｃは、スライド部７ｄを往復移動自在にガイドする部分である。ガイド部７ｃは、スライド部７ｄを貫通する軸状部材であり、スライド部７ｄを移動自在にガイドしており、荷重測定部４を所定のストロークで進退自在にガイドする。ガイド部７ｃは、ねじ部７ｂと間隔をあけてこのねじ部７ｂの中心線と平行に、このねじ部７ｂを中心として左右にそれぞれ配置されている。ガイド部７ｃは、レールＲに装着部８が装着されたときに、荷重測定部４の接触子４ａの中心線とレールＲの中心線とが直交し、かつ、接触子４ａの移動方向と頭頂面Ｒ11とが平行になるように、スライド部７ｄをガイドする。スライド部７ｄは、荷重測定部４を保持部６が保持した状態で、この保持部６と一体となって往復移動する部分である。スライド部７ｄは、ねじ部７ｂが貫通しこのねじ部７ｂの雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部と、ガイド部７ｃが貫通する貫通孔とを備えている。スライド部７ｄは、このスライド部７ｄの上面が保持部６の下面と接合するように平坦面に形成されており、ねじなどの固定部材によって保持部６がスライド部７ｄに固定されている。
【００３２】
装着部８は、荷重測定部４をレールＲに着脱自在に装着する手段である。装着部８は、荷重測定部４が付着物Ｄに所定の方向から荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４をレールＲに装着する。装着部８は、レール頭部Ｒ1の表面に装着されたときに、荷重測定部４が荷重作用部２ａの所定の位置に所定の方向から荷重Ｆを作用させるように、レールＲに対して荷重測定部４を位置決めする。装着部８は、荷重測定部４及び支持部５を支持した状態でレールＲに装着する。装着部８は、搭載部９と、挟み込み部１０Ａ，１０Ｂと、押圧部１１などを備えている。
【００３３】
搭載部９は、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11に搭載される部分である。搭載部９は、平面形状が略Ｕ字状の板状部材であり、頭頂面Ｒ11と密着するようにこの搭載部９の下面が平坦面に形成されている。搭載部９は、図１に示すように、付着力測定用治具２の荷重作用部２ａと干渉しないように、荷重測定部４と対向する側のこの搭載部９の端部に逃げ部９ａを備えている。
【００３４】
挟み込み部１０Ａ，１０Ｂは、レール頭部Ｒ1を挟み込む部分である。挟み込み部１０Ａ，１０Ｂは、図２に示すように、レール頭部Ｒ1の頭部側面Ｒ12と上首部Ｒ13との間の境界部と接触する。挟み込み部１０Ａ，１０Ｂは、レール頭部Ｒ1を両側から挟み込むことによって、荷重測定部４の接触子４ａの中心線とレールＲの中心線とが直交し、かつ、接触子４ａの移動方向と頭頂面Ｒ11とが平行になるように、この荷重測定部４を位置決めする。挟み込み部１０Ａは、搭載部９の下面に固定されておりチャック固定爪として機能する。挟み込み部１０Ｂは、搭載部９に対して移動自在でありチャック可動爪として機能する。挟み込み部１０Ａ，１０Ｂは、この挟み込み部１０Ａと挟み込み部１０Ｂとの間の間隔を可変することによって、レール頭部Ｒ1の形状が異なる複数種類のレールＲに装着部８を装着可能である。
【００３５】
図１及び図２に示す押圧部１１は、挟み込み部１０Ｂを押圧する部分である。押圧部１１は、手動操作によって挟み込み部１０Ｂを挟み込み部１０Ａに向けて押圧することによって、挟み込み部１０Ａと挟み込み部１０Ｂとの間でレール頭部Ｒ1を締め付ける。押圧部１１は、図１及び図２に示す操作部１１ａと、ねじ部１１ｂと、図２に示すガイド部１１ｃと、スライド部１１ｄなどを備えている。押圧部１１は、操作部１１ａの回転運動を挟み込み部１０Ｂの直線運動に変換して挟み込み部１０Ｂを駆動する送りねじ機構部として機能する。
【００３６】
図１及び図２に示す操作部１１ａは、挟み込み部１０Ｂを進退動作させるときに測定者が操作する部分である。操作部１１ａは、ねじ部１１ｂの頭部に取り付けられており、締付操作用のチャックノブとして機能し、このねじ部１１ｂと一体となって回転する。ねじ部１１ｂは、挟み込み部１０Ｂを前進させる部分である。ねじ部１１ｂは、操作部１１ａが時計回りに回転操作されたときには、このねじ部１１ｂ先端部が挟み込み部１０Ｂの背面を押圧し、この挟み込み部１０Ｂを挟み込み部１０Ａに向けて前進させる。ねじ部１１ｂは、操作部１１ａが反時計回りに回転操作されたときには、このねじ部１１ｂの先端部が挟み込み部１０Ｂの背面から離間して、この挟み込み部１０Ｂを挟み込み部１０Ａから後退可能にする。
【００３７】
図２に示すガイド部１１ｃは、スライド部１１ｄを移動自在にガイドする部分である。ガイド部１１ｃは、ねじ部１１ｂが貫通しこのねじ部１１ｂの雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部と、スライド部１１ｄがスライド自在に貫通する貫通孔とを備えている。ガイド部１１ｃは、このガイド部１１ｃの上端部が搭載部９の下面にねじなどの固定部材によって固定されている。スライド部１１ｄは、挟み込み部１０Ｂと一体となって前進する部分である。スライド部１１ｄは、ねじ部１１ｂと間隔をあけてこのねじ部１１ｂの中心線と平行に、このねじ部１１ｂを中心として上下にそれぞれ配置されている。スライド部１１ｄは、このスライド部１ｄの一方の端部が挟み込み部１０Ｂの背面に固定されている。
【００３８】
次に、この発明の第１実施形態に係る付着力測定方法について説明する。
図６に示す付着力測定方法＃１００は、レールＲの表面に対する付着物Ｄの付着力を測定する方法である。付着力測定方法＃１００は、接着工程＃１１０と、装着工程＃１２０と、押圧工程＃１３０と、荷重測定工程＃１４０などを含む。
【００３９】
図６に示す接着工程＃１１０は、付着力測定用治具２を付着物Ｄに接着する工程である。図１に示すように、レールＲ上の付着物Ｄを測定者が選定し、カッタなどの切断器具を測定者が使用して、図３に示すようにこの付着物Ｄの表面を囲むように所定の大きさで測定者が切れ目Ｂを入れる。その結果、レールＲから付着物Ｄが離れるはく離予定領域としてこの切れ目Ｂが形成される。付着物Ｄの切れ目Ｂが付けられた領域の中心と付着力測定用治具２の荷重作用部２ａの中心線とが一致するように、付着物Ｄの表面に荷重作用部２ａを測定者が位置決めする。図４及び図５に示すように、付着物Ｄの表面に付着力測定用治具２の接合部２ｂが接合した状態で、図１、図３及び図４に示す付着力測定用治具２の注入部２ｃから荷重作用部２ａの内部に測定者が接着剤を注入する。図４に示すように、荷重作用部２ａの内部で接着剤が硬化すると、荷重作用部２ａの内部に接着部２ｄが形成されて、付着物Ｄの表面に荷重作用部２ａが接着される。
【００４０】
図６に示す装着工程＃１１０は、荷重測定部４をレールＲに着脱自在に装着する工程である。装着工程＃１１０では、荷重測定部４が付着物Ｄに所定の方向から荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４をレールＲに装着する。図３〜図５に示すように、荷重作用部２ａの側面部２ｅの作用点Ｐに荷重測定部４の接触子４ａが接触し、かつ、荷重作用部２ａの側面部２ｅに対して荷重測定部４の接触子４ａの中心線が直交するように、付着物Ｄの表面に荷重作用部２ａを測定者が位置決めする。図１及び図２に示すように、レール頭部Ｒ1の頭頂面Ｒ11に搭載部９が搭載された状態で、操作部１１ａを測定者が回転操作するとねじ部１１ｂが回転する。その結果、図２に示すスライド部１１ｄがガイド部１１ｃにガイドされながら挟み込み部１０Ｂが前進し、挟み込み部１０Ａと挟み込み部１０Ｂとの間にレール頭部Ｒ1が挟み込まれて、付着力測定装置３がレールＲに装着される。
【００４１】
図６に示す押圧工程＃１２０は、荷重測定部４が付着物Ｄに荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４をこの付着物Ｄに押圧する工程である。図１及び図２に示す操作部１１ａを測定者が回転操作すると、ねじ部１１ｂが回転し、スライド部１１ｄがガイド部１１ｃにガイドされながらスライド部１１ｄが前進し、スライド部１１ｄと一体となって荷重測定部４が前進する。その結果、測定者が操作部１１ａの回転操作を継続すると、図１〜図５に示すように荷重測定部４の接触子４ａが荷重作用部２ａの側面部２ｅと接触し、荷重作用部２ａに接触子４ａから荷重Ｆが作用する。
【００４２】
図６に示す荷重測定工程＃１３０は、付着物Ｄに荷重Ｆを作用させたときから、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときまでの荷重Ｆを測定する工程である。測定者が操作部１１ａの回転操作をさらに継続すると、荷重測定部４の接触子４ａが荷重作用部２ａにさらに押し込まれて、荷重作用部に２ａに作用する荷重Ｆが大きくなる。このとき、図３及び図４に示すように、荷重作用部２ａを通じて付着物Ｄに荷重測定部４から荷重Ｆが作用し、荷重作用部２ａを通じて付着物Ｄから荷重測定部４に作用する反力Ｒを荷重測定部４が測定する。図１に示すレールＲの頭頂面Ｒ11から付着物Ｄがはく離するまでの反力Ｒを荷重測定部４が測定し、このときの荷重測定値を荷重測定部４が表示部４ｂに表示する。
【００４３】
この発明の第１実施形態に係る付着力測定装置及び付着力測定方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、付着物Ｄに荷重Ｆを作用させたときから、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときまでの荷重Ｆを測定する荷重測定部４を、レールＲに装着部８が着脱自在に装着する。このため、荷重測定部４をレールＲと一体化させた状態で、荷重測定部４によって付着物Ｄの付着力を正確に測定することができる。その結果、例えば、レールＲ上の付着物Ｄを除去する対策が必要であるか否かを評価する際の指標として、付着物Ｄの付着力の測定結果を利用することができる。
【００４４】
(2) この第１実施形態では、荷重測定部４が付着物Ｄに所定の方向から荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４をレールＲに装着部８が装着する。このため、レールＲに荷重測定部４を正確に位置決めして、付着物Ｄに一定の方向から荷重Ｆを作用させることができる。その結果、付着物Ｄの付着力の測定結果にばらつきが生ずるのを防ぎ、付着物Ｄの付着力を正確に測定することができる。
【００４５】
(3) この第１実施形態では、荷重測定部４が付着物Ｄに荷重Ｆを作用させるように、この荷重測定部４をこの付着物Ｄに押圧部１１が押圧する。このため、レールＲの表面から付着物Ｄが離れるまで荷重測定部４が付着物Ｄに荷重Ｆを継続して加えることができ、付着物Ｄの付着力を正確に測定することができる。
【００４６】
この発明の第１実施形態に係る付着力測定用治具には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、付着物Ｄに荷重作用部２ａが装着されて荷重測定部４から荷重Ｆがこの荷重作用部２ａに作用し、荷重作用部２ａを通じて付着物Ｄに荷重Ｆを作用させたときから、レールＲの表面からこの付着物Ｄが離れるときまでの荷重Ｆを荷重測定部４が測定する。このため、付着物Ｄが薄膜であるようなときに、荷重測定部４から荷重作用部２ａを通じて付着物Ｄに荷重Ｆを確実に作用させることができる。
【００４７】
(2) この第１実施形態では、付着物Ｄと荷重作用部２ａとを接着する接着剤を注入部２ｃからこの荷重作用部２ａに注入する。このため、付着物Ｄに荷重作用部２ａを位置決めした状態で、荷重作用部２ａから接着剤を注入し、荷重作用部２ａを付着物Ｄに確実に固定することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図５に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
図７に示す付着力測定用治具２は、図３に示す付着力測定用治具２とは異なり、荷重作用部２ａの形態が相違する。図７に示す荷重作用部２ａは、外観形状が円柱のアルミニウムなどの金属製又は熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂などの合成樹脂製の円筒状部材である。側面部２ｅは、荷重作用部２ａの外周面に形成された円筒面であり、荷重測定部４の接触子４ａが接触する。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００４９】
（第３実施形態）
図８に示す付着力測定用治具２は、図７に示す付着力測定用治具２と同一構造である。図８に示す接触子４ａは、図３に示す接触子４ａとは異なり、この接触子４ａの先端部が分岐しており、荷重作用部２ａの外周面と密着するように平面形状が略Ｕ字状に形成されている。この第３実施形態には、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果がある。
【００５０】
（第４実施形態）
図９に示す接触子４ａは、図３、図７及び図８に示す接触子４ａとは異なり、この接触子４ａがレール頭部Ｒ1と干渉しないように、この接触子４ａが屈曲している。接触子４ａは、この接触子４ａの先端部４ｃ側の中心線と基部４ｄ側の中心線とが所定の間隔をあけて互いに平行に形成されている。この第４実施形態には、第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果がある。
【実施例】
【００５１】
次に、この発明の実施例について説明する。
薄膜生成装置を用いて、実レールから切り出した模擬レール上に落葉を散布し、この落葉を踏みつぶすように模擬レール上で模擬車輪を往復させて、この模擬レール上に測定対象となる黒色皮膜を生成した。皮膜上に中空の容器（縦×横×厚さ:9mm×9mm×3mm）を置き、この容器に２液性のエポキシ硬化剤を流し込んだ後、硬化するまで30分程度静置した。フォースゲージによって模擬レールの幅方向から硬化後の容器を押し込み、この際に測定された力と押し込み時間の積(力積)を皮膜とレール間の付着力と仮定した。付着力測定試験では、表１に示す試験条件の皮膜について密着度を測定した。
【００５２】
【表１】
2020071197.tif 000003
【００５３】
表１は、薄膜生成装置によって生成した黒色皮膜の各試番１〜４の付着力測定の試験条件である。営業線での現地仕様を想定すると、付着力測定環境は湿潤（80%RH以上）であり、気温は場所にもよるが0℃〜15℃、測定可能時間は昼間列車間合では0.5〜1時間、終電〜始発では3〜5時間程度である。以上の拘束条件を踏まえて２液性エポキシ硬化剤を選定した。
【００５４】
図１０に示す試番１は、皮膜のないレール素地部分に容器を接着した場合の付着力の測定結果を、試番２は、模擬レール上の皮膜形成部分に容器を接着した場合の付着力の測定結果である。膜の有無の違いにより測定される付着力に有意な差が認められた。
【００５５】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、付着物Ｄが黒色皮膜である場合を例に挙げて説明したが、黒色皮膜以外の付着物Ｄについても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、付着物Ｄに荷重Ｆを作用させるときにこの付着物Ｄに切れ目Ｂを形成する場合を例に挙げて説明したが、付着物Ｄに切れ目Ｂを入れずにこの付着物Ｄに荷重Ｆを作用させる場合についても、この発明を適用することができる。
【００５６】
(2) この実施形態では、荷重測定部４から付着物Ｄに押圧力を作用させる場合を例に挙げて説明したが、荷重測定部４から付着物Ｄに引張力を作用させる場合についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、押圧部１１を送りねじ機構部によって構成して手動操作によって荷重測定部４を荷重作用部２ａに押し付ける場合を例に挙げて説明したが、押圧部１１をモータによって構成しモータの駆動力によって荷重測定部４を荷重作用部２ａに押し付ける場合についても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  付着力測定システム
２  付着力測定用治具
２ａ  荷重作用部
２ｂ  接合部
２ｃ  注入部
２ｄ  接着部
２ｅ  側面部
３  付着力測定装置
４  荷重測定部
４ａ  接触子
５  支持部
６  保持部
７  押圧部
８  装着部
９  搭載部
１０Ａ，１０Ｂ  挟み込み部
１１  押圧部
Ｒ  レール
Ｒ1  レール頭部
Ｒ11  頭頂面（レール表面）
Ｄ  付着物
Ｂ  切れ目
Ｐ  作用点
Ｆ  荷重
Ｒ  反力
【図１】
2020071197.tif 000004
【図２】
2020071197.tif 000005
【図３】
2020071197.tif 000006
【図４】
2020071197.tif 000007
【図５】
2020071197.tif 000008
【図６】
2020071197.tif 000009
【図７】
2020071197.tif 000010
【図８】
2020071197.tif 000011
【図９】
2020071197.tif 000012
【図１０】
2020071197.tif 000013