(57)【要約】【課題】部材レベルでの剪断疲労耐久性を比較的簡単な試験装置により室内試験で容易に行うことが出来ると共に、その評価をすることが出来るゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法及びその装置を提供する。【解決手段】面内剪断試験装置１は、相対向する一対の支持プレート２ａ，２ｂ間に、等間隔で平行な複数本の棒状の固定治具３ａ，３ｂ，３ｃが配設してあり、両側の固定治具３ａ，３ｃは、相対向する支持プレート２ａ，２ｂにナット４を介して着脱可能に取付けられ、また中央の固定治具３ｂは、前記相対向する一方の支持プレート２ａに形成されたネジ部５を貫通して、駆動手段６の駆動ロッド６ａにナット７を介して位置調整可能に連結されている。両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとの長手方向の略中央には、ゴム状弾性積層試験体Ｗの中央部及び両側縁部を着脱可能に取付ける固定手段８ａ，８ｂ，８ｂがそれぞれを設けてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を、相対向する支持プレートに等間隔で平行に取付けられた３本の棒状の固定治具で固定し、前記ゴム状弾性積層試験体の両側縁部に取付けた固定治具と中央部に取付けた固定治具との少なくとも一方を軸方向に繰返し作動させて、前記ゴム状弾性積層試験体に面内剪断変形を繰返し付与することを特徴とするゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法。
【請求項２】
前記ゴム状弾性積層試験体内に、固定治具と平行に剛性を有する複数本の線状材を所定の間隔で埋設した請求項１に記載のゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法。
【請求項３】
前記ゴム状弾性積層試験体が、ゴム材料，樹脂材料の単体またはこれらの混合物を積層した試験体である請求項１または２に記載のゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法。
【請求項４】
相対向する一対の支持プレート間に、等間隔で平行な複数本の棒状の固定治具を配設し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とは、前記相対向する一方の支持プレートに固定し、他方を貫通して、互いに反対向きに移動可能で、かつ位置調整可能に構成し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とに、シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を着脱可能に取付ける固定手段を設け、前記一対の支持プレートから突出した両側の固定治具と中央の固定治具との少なくとも一方に、ゴム状弾性積層試験体に繰返し面内剪断変形を付与する駆動手段を連結したことを特徴とするゴム状弾性積層体の面内剪断試験装置。
【請求項５】
前記相対向する一対の支持プレート間に、等間隔で平行に配設された複数本の固定治具のうち、両側の固定治具を固定し、中央の固定治具を駆動手段に連結してゴム状弾性積層試験体に繰返し面内剪断変形を付与するするようにした請求項４に記載のゴム状弾性積層体の面内剪断試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法及びその装置にかかわり、更に詳しくは例えば、タイヤ構成部材等のゴム状弾性積層体に簡易な方法により部材レベルでの室内面内剪断試験で評価可能としたゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、使用時に繰返しの応力条件が厳しいタイヤ，べルト等のゴム製品の耐久性を評価する場合、最終的には製品を実際に使用したり、製品を実際の条件に近い環境の下で室内走行試験等を実施している。
【０００３】
また、一方これらのゴム製品は、材料単体で積層されたもの、または異なる材料や物性を有するものが積層されたものであることが多いため、積層体としての材料レベルでの耐久性試験として、繰返し引張り試験等の試験方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３０４２５０号公報（第８頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、例えば、タイヤサイド等の部材のように、駆動，走行，制動時にタイヤが回転する度に面内剪断変形を受ける面状のゴム状弾性積層体に対して、耐久性を実際の走行試験によらず、かつ簡便な部材レベルでの室内面内剪断試験を評価する方法は未だ提案されていない。
【０００６】
この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、特に使用時に繰返しの応力条件が厳しいゴム状製品の耐久性を評価する場合、部材レベルでの剪断疲労耐久性を比較的簡単な試験装置により室内試験で容易に行うことが出来ると共に、その評価をすることが出来るゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、この発明のゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法は、シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を、相対向する支持プレートに等間隔で平行に取付けられた３本の棒状の固定治具で固定し、前記ゴム状弾性積層試験体の両側縁部に取付けた固定治具と中央部に取付けた固定治具との少なくとも一方を軸方向に繰返し作動させて、前記ゴム状弾性積層試験体に面内剪断変形を繰返し付与することを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記ゴム状弾性積層試験体内に、固定治具と平行に剛性を有する複数本の線状材を所定の間隔で埋設したものを使用することで、試験中に剪断変形を確保することが出来、またゴム状弾性積層試験体としては、ゴム材料，樹脂材料の単体またはこれらの混合物を積層した試験体を用いることが可能である。
【０００９】
このように、この発明の面内剪断試験方法では、実際の製品の室内走行試験やフィールド走行等の試験を行うことなく、部材レベルでの剪断疲労耐久性を比較的簡単な試験装置により室内試験で容易に行うことが出来ると共に、その評価をすることが出来るものである。
【００１０】
また、個別の試験条件を変数とすることで、破壊や疲労等の状態観察や解析的アプローチも可能となるものである。
【００１１】
また、この発明のゴム状弾性積層体の面内剪断試験装置は、相対向する一対の支持プレート間に、等間隔で平行な複数本の棒状の固定治具を配設し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とは、前記相対向する一方の支持プレートに固定し、他方を貫通して、互いに反対向きに移動可能で、かつ位置調整可能に構成し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とに、シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を着脱可能に取付ける固定手段を設け、前記一対の支持プレートから突出した両側の固定治具と中央の固定治具との少なくとも一方に、ゴム状弾性積層試験体に繰返し面内剪断変形を付与する駆動手段を連結したことを要旨とするものである。
【００１２】
ここで、前記相対向する一対の支持プレート間に、等間隔で平行に配設された複数本の固定治具のうち、両側の固定治具を固定し、中央の固定治具を駆動手段に連結してゴム状弾性積層試験体に繰返し面内剪断変形を付与するするようにしたものである。
【００１３】
このように、面内剪断試験装置は、室内でも容易に実験できる比較的簡単で、安価な設備により、部材レベルでの剪断疲労耐久性を容易に行って、評価することが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づきこの発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、ゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法を実施するための面内剪断試験装置の一部概略正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視平面図を示し、この面内剪断試験装置１は、相対向する一対の支持プレート２ａ，２ｂ間に、等間隔で平行な複数本の棒状（この実施形態では、ボルトを使用しているが、特にボルトに限定されない）の固定治具３ａ，３ｂ，３ｃが配設してある。
【００１６】
なお、この実施形態では、一方の支持プレート２ａはフリーであり、他方の支持プレート２ｂはベースプレート１ｘに固定されている。
【００１７】
前記両側の固定治具３ａ，３ｃは、相対向する支持プレート２ａ，２ｂにナット４を介して着脱可能に取付けられ、また中央の固定治具３ｂは、前記相対向する一方の支持プレート２ａに形成されたネジ部５を貫通して、油圧シリンダーや電気油圧サーボモータ等の駆動手段６の駆動ロッド６ａにナット７を介して位置調整可能に連結されている。
【００１８】
なお、この実施形態では、両側の固定治具３ａ，３ｃを支持プレート２ａ，２ｂに固定し、中央の固定治具３ｂを駆動手段６に連結してあるが、この実施形態に限定されず、中央の固定治具３ｂを支持プレート２ａ，２ｂに固定し、両側の固定治具３ａ，３ｃを支持プレート２ａ，２ｂの一方を貫通させて駆動手段に連結することも可能であり、更に両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとをそれぞれ相対向する支持プレート２ａ，２ｂを貫通させて互いに反対向きに移動可能で、かつ位置調整可能に構成し、それぞれに駆動手段を連結することも可能である。
【００１９】
前記両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとの長手方向の略中央には、シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体Ｗの中央部及び両側縁部を着脱可能に取付ける固定手段８ａ，８ｂ，８ｂがそれぞれを設けてあり、この固定手段８ａ，８ｂ，８ｂとしては、ゴム状弾性積層試験体Ｗの側面を抑える板状部材９ａと、この板状部材９ａを両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとに固定する複数本のボルト９ｂ等により構成され、また両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとの長手方向の略中央には、複数本のボルト９ｂと螺嵌する複数のネジ穴（図示省略）が形成されている。
【００２０】
前記ゴム状弾性積層試験体Ｗは、ゴム材料，樹脂材料の単体またはこれらの混合物を積層した試験体を用いることが可能であり、ゴム状弾性積層試験体Ｗ内には、両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとに平行に剛性を有する複数本のピアノ線や鋼棒等の線状材Ｗｘが所定の間隔で埋設されている。
【００２１】
これにより、ゴム状弾性積層試験体Ｗの試験中に剪断変形を確保することが出来るものである。
【００２２】
このように、一対の支持プレート２ａ，２ｂから突出した両側の固定治具３ａ，３ｃと中央の固定治具３ｂとの少なくとも一方に、ゴム状弾性積層試験体Ｗに繰返し面内剪断変形を付与する駆動手段６を連結することで、実際の製品の室内走行試験やフィールド走行等の試験を行うことなく、室内でも容易に部材レベルでの剪断疲労耐久性を容易に行って、評価することが出来るものである。
【００２３】
次に、ゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法について説明する。
【００２４】
例えば、直径１．２ｍｍ  のピアノ線から成る線状材Ｗｘを片側  ５ｍｍ間隔で配設した厚さ２．５ｍｍ  、外形１４０ｍｍ  ×１４０ｍｍ  の加硫ゴムシートから成る矩形状のゴム状弾性積層試験体Ｗの中央部と両側縁部を、相対向する支持プレート２ａ，２ｂに等間隔（６０ｍｍ間隔）  で平行に取付けられた３本の棒状の固定治具３ａ，３ｃ及び３ｂに固定手段８ａ，８ｂ，８ｂを介して固定する。
【００２５】
なお、この実施形態では、両側の固定治具３ａ，３ｃを固定とし、中央の固定治具３ｂを駆動手段６に連結して軸方向に繰返し作動するものである。
【００２６】
このようにして３本の棒状の固定治具３ａ，３ｃ及び３ｂに固定手段８ａ，８ｂ，８ｂを介して固定された矩形状のゴム状弾性積層試験体Ｗに対して、面内剪断変形を繰返し付与して試験を行う場合には、上述したように中央の固定治具３ｂを駆動手段６を介して軸方向に繰返し作動させて行うものである。
【００２７】
また、ゴム状弾性積層試験体Ｗ内に複数本のピアノ線や鋼棒等の線状材Ｗｘが所定の間隔で埋設することで、ゴム状弾性積層試験体Ｗの試験中に剪断変形を確保することが出来るものである。
【００２８】
具体的には、ゴム状弾性積層試験体Ｗにもよるが、１００万回単位の繰返し試験を行う場合には、１０分間隔で１２０時間繰返し行い、その試験中に、ゴム状弾性積層試験体Ｗにクラックの発生以前の白化や、クラックの前触れとも見られるクレージング等を観察し、更にゴム状弾性積層試験体Ｗの破断とか、クラック発生に至までの状態を観察することが可能である。また、メスカットを起点とする破壊進展観察にも適用可能である。
【００２９】
このような方法により、実際の製品の室内走行試験やフィールド走行等の試験を行うことなく、部材レベルでの剪断疲労耐久性を比較的簡単な試験装置により室内試験で容易に行うことが出来ると共に、その評価をすることが出来るものである。また、個別の試験条件を変数とすることで、破壊や疲労等の状態観察や解析的アプローチも可能となるものである。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は、上記のようにシート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を、相対向する支持プレートに等間隔で平行に取付けられた３本の棒状の固定治具で固定し、前記ゴム状弾性積層試験体の両側縁部に取付けた固定治具と中央部に取付けた固定治具との少なくとも一方を軸方向に繰返し作動させて、前記ゴム状弾性積層試験体に面内剪断変形を繰返し付与するので、実際の製品の室内走行試験やフィールド走行等の試験を行うことなく、部材レベルでの剪断疲労耐久性を比較的簡単な試験装置により室内試験で容易に行うことが出来ると共に、その評価をすることが出来、更に個別の試験条件を変数とすることで、破壊や疲労等の状態観察や解析的アプローチも可能となる。
【００３１】
また、この発明のゴム状弾性積層体の面内剪断試験装置は、相対向する一対の支持プレート間に、等間隔で平行な複数本の棒状の固定治具を配設し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とは、前記相対向する一方の支持プレートに固定し、他方を貫通して、互いに反対向きに移動可能で、かつ位置調整可能に構成し、前記両側の固定治具と中央の固定治具とに、シート状またはフィルム状の矩形状に形成されたゴム状弾性積層試験体の中央部及び両側縁部を着脱可能に取付ける固定手段を設け、前記一対の支持プレートから突出した両側の固定治具と中央の固定治具との少なくとも一方に、ゴム状弾性積層試験体に繰返し面内剪断変形を付与する駆動手段を連結したので、室内でも容易に実験できる比較的簡単で、安価な設備により、部材レベルでの剪断疲労耐久性を容易に行って、評価することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴム状弾性積層体の面内剪断試験方法を実施するための面内剪断試験装置の一部概略正面図である。
【図２】図１のＡーＡ矢視平面図である。
【符号の説明】
１  面内剪断試験装置              １ｘ  ベースプレート
２ａ，２ｂ  支持プレート
３ａ，３ｃ  両側の固定治具        ３ｂ  中央の固定治具
４  ナット                        ５  ネジ部
６  駆動手段                      ６ａ  駆動ロッド
７  ナット
８ａ〜８ｃ  固定手段
９ａ  板状部材                    ９ｂ  ボルト
Ｗ  ゴム状弾性積層試験体
Ｗｘ  線状材
【図１】
2004340715.tif 000003
【図２】
2004340715.tif 000004