(57)【要約】【課題】擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できるようにすることを目的とする。【解決手段】互いに接触するゴム試験体３及び擬似路面構成体２を備えたゴム試験機１において、擬似路面構成体２又はゴム試験体３が、擬似路面構成体２とゴム試験体３とが接触する接触面（周面６）に加わる力を直接検出する検出手段（センサ５）を備えた。検出手段は、凹凸面に形成された少なくとも一方の接触面に形成された設置孔内に設置され、接触面に臨むように位置される検出手段の検出面は、凸部の頂点よりも突出しないように位置されることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接触するゴム試験体及び擬似路面構成体を備えたゴム試験機において、擬似路面構成体又はゴム試験体が、擬似路面構成体とゴム試験体とが接触する接触面に加わる力を直接検出する検出手段を備えたことを特徴とするゴム試験機。
【請求項２】
擬似路面構成体又はゴム試験体の少なくとも一方が動いて互いに接触することを特徴とする請求項１に記載のゴム試験機。
【請求項３】
ゴム試験体及び擬似路面構成体のうちの少なくとも一方の接触面が凹凸面に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のゴム試験機。
【請求項４】
ゴム試験体及び擬似路面構成体の両方が動いて互いに接触するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項５】
ゴム試験体及び擬似路面構成体の両方が円板体により形成され、円板体の周面が互いに接触するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項６】
ゴム試験体を形成する円板体の径が、擬似路面構成体を形成する円板体の径よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のゴム試験機。
【請求項７】
検出手段が、凹凸面に形成された少なくとも一方の接触面に設置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項８】
検出手段が、凹凸面に形成された少なくとも一方の接触面に形成された設置孔内に設置され、接触面に臨むように位置される検出手段の検出面は、凸部の頂点よりも突出しないように位置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項９】
擬似路面構成体の周面が、周方向に沿って一定ピッチで繰り返し連続する凹凸面に形成され、擬似路面構成体の周面には検出手段を設置するための設置孔が形成され、この設置孔に検出手段が設置され、擬似路面構成体の周面に臨むように位置される検出手段の検出面は、擬似路面構成体の凸部の頂点同士を結んだ外側円周面と擬似路面構成体の凹部の底点同士を結んだ内側円周面との間に位置されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のゴム試験機。
【請求項１０】
検出手段の検出面における擬似路面構成体の周方向に沿った長さは、接地長より小さいことを特徴とする請求項９に記載のゴム試験機。
【請求項１１】
検出手段の検出面は、凹部の底点より凸部の頂点側に一定距離以上離れた位置に設置され、一定距離は凹部の底点と凸部の頂点との間の距離の１／２であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項１２】
検出手段の検出面が、曲面により形成された請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項１３】
検出手段の検出面が、凹凸面により形成された請求項７乃至請求項１２のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項１４】
ゴム試験体及び擬似路面構成体のうちの一方、又は、両方の動速度が１ｋｍ／ｈ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のゴム試験機。
【請求項１５】
ゴム試験体と擬似路面構成体との接触面のスリップ率が０．５％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のゴム試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出可能なゴム試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム試験体を擬似路面構成体の周面に対して一定のスリップ率となるよう回転させたときのゴム試験体に加わる摩擦力を検出し、検出された摩擦力とスリップ率とに基いて定義される摩耗エネルギーからゴム摩耗度を測定する方法が知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２６１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来は、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を、ゴム試験体の回転軸に加わる力を検出するセンサで測定している。即ち、ゴム試験体の回転軸に加わる力を、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力として検出しているので、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出していないという問題点があった。このため、例えば、摩耗試験での予測と実車テストの結果とが精度よく対応しなかった。
本発明は、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るゴム試験機は、互いに接触するゴム試験体及び擬似路面構成体を備えたゴム試験機において、擬似路面構成体又はゴム試験体が、擬似路面構成体とゴム試験体とが接触する接触面に加わる力を直接検出する検出手段を備えたので擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できる。
擬似路面構成体又はゴム試験体の少なくとも一方が動いて互いに接触するので、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できる。
ゴム試験体及び擬似路面構成体のうちの少なくとも一方の接触面が凹凸面に形成されたので、実走行と同様な力を発現することができ、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できる。
ゴム試験体及び擬似路面構成体の両方が動いて互いに接触するように構成されたので、速度差により力を発生させるという効果が得られる。
ゴム試験体及び擬似路面構成体の両方が円板体により形成され、円板体の周面が互いに接触するように構成されたので、回転状態なため、連続して力を測定でき、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できる。
ゴム試験体を形成する円板体の径が、擬似路面構成体を形成する円板体の径よりも小さいので、接地状態を実走行に近づけるという効果が得られる。
検出手段が、凹凸面に形成された少なくとも一方の接触面に設置されたので、擬似路面構成体とゴム試験体との間の摩擦力を正確に検出できる。
検出手段が、凹凸面に形成された少なくとも一方の接触面に形成された設置孔内に設置され、接触面に臨むように位置される検出手段の検出面は、凸部の頂点よりも突出しないように位置されたので、ゴム試験体の円周面に検出面のみが接触してしまうことがなくなるので、擬似路面構成体の周面とゴム試験体の円周面とを完全に接触させることができ、擬似路面構成体の周面とゴム試験体の円周面とが完全に接触した状態での摩擦力を検出できるので、摩擦力を正確に検出できる。
擬似路面構成体の周面が、周方向に沿って一定ピッチで繰り返し連続する凹凸面に形成され、擬似路面構成体の周面には検出手段を設置するための設置孔が形成され、この設置孔に検出手段が設置され、擬似路面構成体の周面に臨むように位置される検出手段の検出面は、擬似路面構成体の凸部の頂点同士を結んだ外側円周面と擬似路面構成体の凹部の底点同士を結んだ内側円周面との間に位置されたので、ゴム試験体の円周面に検出面のみが接触してしまうことがなくなるので、擬似路面構成体の周面とゴム試験体の円周面とを完全に接触させることができ、擬似路面構成体の周面とゴム試験体の円周面とが完全に接触した状態での摩擦力を検出できるので、摩擦力を正確に検出できる。
検出手段の検出面における擬似路面構成体の周方向に沿った長さは、接地面より小さいので、接地面の力分布を測定できるという効果が得られる。
検出手段の検出面は、凹部の底点より凸部の頂点側に一定距離以上離れた位置に設置され、一定距離は凹部の底点と凸部の頂点との間の距離の１／２であるので、センサの検出面を凸部の頂点により近づけることができ、摩擦力を検出しやすくなる。
検出手段の検出面が、曲面により形成されたので、センサの検出面の形状を擬似路面構成体の周面の形状に近づけることができ、精度よく摩擦力を検出できる。
検出手段の検出面が、凹凸面により形成されたので、センサの検出面の形状を擬似路面構成体の周面の凹凸面の形状に近づけることができ、精度よく摩擦力を検出できる。
ゴム試験体及び擬似路面構成体のうちの一方、又は、両方の動速度が１ｋｍ／ｈより速いので、実走行に近い力を得られるという効果が得られる。
ゴム試験体と擬似路面構成体との接触面のスリップ率が０．５％以上であるので、実走行に近い力を得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】摩耗試験機を示す簡略構成図（形態１）。
【図２】センサの検出面と擬似路面構成体の周面との関係を示す図（形態１）。
【図３】センサの検出面と擬似路面構成体の周面との関係を示す図（形態２）。
【図４】センサの検出面と擬似路面構成体の周面との関係を示す図（形態３）。
【図５】センサの検出面と擬似路面構成体の周面との関係を示す図（形態４）。
【図６】ゴム試験機による力分布検出を説明するための図（形態５）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
形態１
図１に示すように、本形態に係るゴム試験機１としての摩耗試験機は、擬似路面構成体２と、ゴム試験体３と、摩耗測定装置４と、検出手段としてのセンサ５とを備える。擬似路面構成体２は、例えば、砥石により構成され、直径３００ｍｍ、板厚４０ｍｍの円板体に形成される。ゴム試験体３は、例えば、直径５０ｍｍ、板厚１０ｍｍ程度の円板体に形成される。即ち、ゴム試験体３を形成する円板体の径が、擬似路面構成体２を形成する円板体の径よりも小さい。擬似路面構成体２及びゴム試験体３は、各々円の中心に設けられた回転軸２ａ；３ａを回転中心として回転する。センサ５としては、例えば、互いに直交する三方向の力を検出可能な三分力検出センサを用いる。
【０００８】
図２に示すように、擬似路面構成体２の接触面としての周面６は、周方向に沿って一定ピッチで繰り返し連続する凹凸面７に形成される。擬似路面構成体２の周面６には、センサ設置孔８が形成され、このセンサ設置孔８内にセンサ５が設置される。擬似路面構成体２の周面６に臨むように位置されるセンサ５の検出面１０は、平面に形成され、擬似路面構成体２の凸部１１の頂点１２同士を結んだ外側円周面２０と擬似路面構成体２の凹部１５の底点１６同士を結んだ内側円周面２１との間に位置される。即ち、擬似路面構成体２の接触面としての周面６に臨むように位置される検出面１０は、凸部１１の頂点１２よりも外側に突出しないように位置される。
【０００９】
上述したゴム試験機１による摩耗検査方法は、擬似路面構成体２の回転軸２ａ及びゴム試験体３の回転軸３ａを図外のモータのような駆動源により駆動し、擬似路面構成体２及びゴム試験体３を図１のＸ；Ｙに示すようにそれぞれ反対方向に回転させながら、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９とを接触させ、擬似路面構成体２の周面６に臨むセンサ５の検出面１０とゴム試験体３の円周面９とを接触させる。摩耗測定装置４は、擬似路面構成体２の回転速度、ゴム試験体３の回転速度、センサ５により検出された摩擦力を入力する。摩耗測定装置４は、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９との間のスリップ率Ｓが一定となるようにゴム試験体３の回転数を制御し、スリップ率Ｓが一定となったときのセンサ５により検出された摩擦力を入力する。そして、入力した摩擦力とスリップ率Ｓとに基いて定義される摩耗エネルギーを測定する。
【００１０】
スリップ率Ｓの算出式は、以下のとおりである。
スリップ率＝（Ｖｓ−Ｖｄ）÷Ｖｄ×１００（％）
但し、Ｖｓ：ゴム試験体の円周面の速度（周速） （ｃｍ／ｍｉｎ）
Ｖｄ：擬似路面構成体の外側円周面の速度（周速）（ｃｍ／ｍｉｎ）
【００１１】
摩耗エネルギーの算出式は、以下のとおりである。
摩耗エネルギーＥｗ＝Ｆ×Ｖ×Ｓ×Δｔ
但し、Ｆ：力
Ｖ：速度
Ｓ：スリップ率
Δｔ：時間
【００１２】
ゴムの摩耗度は、ゴム試験体の重量変化により求める。
【００１３】
形態１によれば、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９との間の摩擦力をゴム試験体３と接触するセンサ５の検出面１０により直接検出したので、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９との間の摩擦力を正確に検出でき、実車走行時により近い摩耗現象を再現できるので、摩耗予測精度が向上する。即ち、摩耗試験での予測と実車テストの結果とが精度よく対応するようになる。
形態１によれば、センサ５の検出面１０が、凸部１１の頂点１２よりも外側に突出しないように位置されたので、ゴム試験体３の円周面９に検出面１０のみが接触してしまうことがなくなって、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９とを完全に接触させることができ、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９とが完全に接触した状態での摩擦力を検出できるので、摩擦力を正確に検出できる。
【００１４】
形態２
擬似路面構成体２の周面６に臨むように位置されるセンサ５の検出面１０を、外側円周面２０と内側円周面２１との間の中間に位置される中間円周面の位置よりも外側円周面２０側に位置させた。即ち、図３に示すように、センサ５の検出面１０が、凹部１５の底点１６より凸部１１の頂点１２側に一定距離ｄ以上離れた位置に設置され、一定距離ｄを凹部１５の底点１６と凸部１１の頂点１２との間の距離Ｒａの１／２とした。形態２によれば、センサ５の検出面１０を凸部１１の頂点１２に近づけたので、摩擦力を検出しやすくなる。
【００１５】
形態３
図４に示すようにセンサ５の検出面１０を曲面３０により形成した。この曲面の曲率は、擬似路面構成体２の周面６を形成する、外側円周面２０や内側円周面２１や上述した図外の中間円周面の曲率にあわせればよい。形態３によれば、センサ５の検出面１０の形状を擬似路面構成体２の周面６の形状に近づけたので、精度よく検出できるようになる。
【００１６】
形態４
図５に示すように、センサ５の検出面１０を凹凸面３１により形成した。形態４によれば、センサ５の検出面１０の形状を擬似路面構成体２の周面６の凹凸面７の形状に近づけたので、精度よく検出できるようになる。
【００１７】
形態５
上記擬似路面構成体２と、上記ゴム試験体３と、センサ５の出力を入力して擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９との間に加わる力の分布を出力する力分布出力装置とを備えたゴム試験機としてもよい。
このようなゴム試験機とすれば、図６に示すように、擬似路面構成体２をＸ方向、ゴム試験体３をＹ方向にそれぞれ反対方向に回転させた場合に、センサ５の検出面１０とゴム試験体３の円周面９とが接触し始める点Ｆ１から接触し終わる点Ｆ２までの検出面１０に加わる力Ｆの入力分布ＦＸがわかるので、ゴム試験体３の円周面９にどれくらいの力が加わった場合にゴム試験体３の円周面９が摩耗するのか等の解析を行うことが可能となる。従来のように、回転軸に取付けられたセンサで力を検出する構成では、擬似路面構成体２の周面６とゴム試験体３の円周面９との間に加わる力を検出するセンサの出力は一定となり、本形態５のように、センサ５の検出面１０とゴム試験体３の円周面９とが接触し始める点Ｆ１から接触し終わる点Ｆ２までの検出面１０に加わる力Ｆの入力分布ＦＸはわからないので、上述したような解析を行うことができない。
【００１８】
形態６
図３に示すように、センサ５の検出面１０における擬似路面構成体２の周方向に沿った長さａを、接地長より短くしたので、接地面内の力分布を測定できるという効果が得られる。
【００１９】
形態７
ゴム試験体３の回転速度を１ｋｍ／ｈ以上の範囲とし、擬似路面構成体２の回転速度を１ｋｍ／ｈ以上の範囲としたので、実走行時と同程度の力を発現するという効果が得られる。
【００２０】
形態８
スリップ率の設定値の範囲を０．５％以上としたので、実走行と同程度の力を発現するという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
ゴム試験体３及び擬似路面構成体２のうちの少なくとも一方が動く構成であればよい。
ゴム試験体３及び擬似路面構成体２のうちの少なくとも一方は、円板状でなくともよい。例えば、擬似路面構成体２が、ベルトコンベヤ方式で循環移動する面を備えた構成のものでもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  ゴム試験機、２  擬似路面構成体、３  ゴム試験体、４  摩耗測定装置、
５  センサ（検出手段）、６  周面、７  凹凸面、１０  検出面。
【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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