JP2001141630A

JP2001141630A - 針入度またはちょう度試験器および試験方法

Info

Publication number: JP2001141630A
Application number: JP32814799A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Fujimoto; 哲男藤本; Masakazu Endo; 正和遠藤; Koichi Inada; 光一稲田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP4242989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アスファルトの針入度、ワックスのちょう度
などの試験において、試験者を問わず、簡単に、精度、
再現性よく測定できる試験器および試験方法を提供す
る。【解決手段】試験容器を入れる透明容器、透明容器を
載置する昇降可能な試験台及び針の落下、針入距離測定
部を有する針入度またはちょう度試験器において、透明
容器の少なくとも一部が平面壁で形成され、かつ試料容
器中の試料表面と針先端との接触部分を透明容器の平面
壁を通して拡大する拡大装置（ＣＣＤカメラと映像モニ
ター）を具備することを特徴とする針入度またはちょう
度試験器。およびこの試験器を用いた試験方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルトなど
の主に固体または半固体の石油製品などの硬さを測定す
る試験器および試験方法に関し、詳しくは、アスファル
ト、ワックスの針入度試験器、ワックス、グリースのち
ょう度試験器および試験方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトは、道路舗装用、水利構造
物、防水用、電気絶縁用などに巾広く用いられている。
アスファルトは、用途によって、各種性能、品質のもの
が用いられ、規格化されている。すなわち、ＪＩＳＫ
２２０７（石油アスファルト）には、規格や試験方法
が規定されている。この中で、種類、品質として、アス
ファルトの硬さが重要視されている。アスファルトの硬
さは、針入度（２５℃）で表される。この針入度は、針
入度試験器により、特定の針を２５℃のアスファルトに
５秒間進入させたときの、針の進入距離、０．１ｍｍを
針入度１として表すものである。

【０００３】同様に、ワックスにおいても、ＪＩＳＫ
２２３５（石油ワックス）においてアスファルトに準じ
た針入度が試験される。また、より柔らかいワックス、
グリースでは、進入させる針の形態は異なるものの、同
様な試験法として、ＪＩＳＫ２２３５（石油ワック
ス）、ＪＩＳＫ２２２０（グリース）には、ちょう度
試験方法が規定されている。

【０００４】たとえば、アスファルトの針入度の試験方
法は、前記ＪＩＳＫ２２０７に規定されているような
試験器が用いられている。図５は、ＪＩＳに規定された
針入度試験器の一例を示す概念図である。図５におい
て、１は架台、２は支柱、３は試験台であり、支柱２に
昇降自在に取り付けられ、昇降ハンドル４で試験台３を
昇降できるように構成されている。一方、針入度の試験
用針７と針７の留金具８と針の進入（以下、針入と呼ぶ
場合がある。）距離を計るダイヤルゲージ９からなる針
の落下、針入距離測定部が支柱２の上部に取り付けられ
ている。試験台３には、水の入ったガラス容器５とガラ
ス容器５の中に、試料が充填された試験容器６が入れら
れている。

【０００５】針入度の試験は、まず、試料の調整からは
じまる。アスファルト試料は、内径５５ｍｍまたは７０
ｍｍ、深さ３５ｍｍまたは５０ｍｍの金属製又は耐熱ガ
ラス製平底円筒容器に採取、溶融される。ついで、内径
１１０ｍｍ、深さ７０〜９０ｍｍのガラス容器（底に三
角形金属台）とともに、２５℃の恒温水槽に１〜２時間
放置されて試験温度に調整される。

【０００６】次いで、恒温水槽中で、ガラス容器の三角
形金属台の上に試験容器を移し、水を満たしたままのガ
ラス容器を針入度試験器の試験台上に載せる。光源を調
節し、試料の表面に針の影を投じさせて、針の先端と針
の影の先端とが接触するように、試験台の高さを調節し
て、針の先端と針の影の先端とを接触させる。次いで、
針の留金具を解除して、針を落下させ、自重によって針
を５秒間試料中に垂直に進入させる。この場合の針入距
離をダイヤルゲージで読み取り、針入距離０．１ｍｍを
針入度１として試験するものである。

【０００７】このＪＩＳ試験方法において、針入開始の
ために、針の先端と試料容器中の試料表面を接触させる
操作がある。この操作は、針先端を直接目視するか、鏡
に映る像を見て行う方法が一般的である。しかしなが
ら、試験者の体調、視力、年齢、経験などによって、針
の先端の径が０．１５ｍｍと細いこともあって、この操
作は非常に困難を極めている。このため、針先合わせに
時間がかかり過ぎ、ガラス容器内の水温が変化して、試
験温度の２５℃を維持できず、試験誤差が大きくなる場
合がある。また、接触時の針先と試料表面の接触誤差が
あると、針が試料に進入する距離（深さ）が、０，１ｍ
ｍを、針入度１としているので、僅かな誤差が針入度の
値として大きな試験誤差となる。

【０００８】したがって、試験結果にバラツキが生じた
り、場合によっては再試験の必要性があったり、時間が
かかる問題点がある。また、個人誤差も大きく、試験者
の精神的な疲労も看過できない問題となっている。この
ため、針の先端部を拡大鏡などを用いて拡大して目視す
れば解決されそうである。しかしながら、透明円筒ガラ
ス容器、水を介して拡大した場合、拡大像は大きくゆが
み鮮明な拡大像を得ることができず、この方法は採用さ
れていないのが実情である。

【０００９】このため、針先端と試料容器中の試料表面
との接触を精度良く、自動的に検知する方法が提案され
ている。たとえば、特公昭４９−３１６７７号公報で
は、針入度測定用の針を弾性糸を介してダイヤルゲージ
から垂下し、針先端の接触によって生じる弾性糸の弛緩
に基づいて検知しようとするものである。また、特公平
４−４４２２４号公報、特公平４−４４２２５号公報に
は、前記のダイヤルゲージに変えて、ストレンゲージを
用いる改良方法が提案されている。

【００１０】しかしながら、これらの方法は、自動化で
きる優れた方法ではあるが、針先端が確実に接触したと
きを検知するものであり、試料の硬さによって、必ずし
も検知状態が一定ではなく、また、ＪＩＳの規格試験と
は異なる手法であり、すべての試験に適用できるもので
はなく、その使用方法は制限されるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状の
下、アスファルトの針入度、ワックスのちょう度などの
試験において、試験者を問わず、簡単に、高い精度で、
再現性よく試験できる針入度またはちょう度の試験器お
よび試験方法の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、本発明者らは、針入度試験やちょう度試験におい
て、針先端と試料容器内の試料表面の接触を簡単に、精
度よく、迅速に調節することに関して鋭意検討を行っ
た。その結果、特定の装置を用いることにより、効率よ
く、誰にでも、試験者の体調、熟練に関係なく容易に、
迅速に、しかも高い精度で試験できることを見いだし、
本発明を完成した。

【００１３】すなわち、本発明は、（１）試験容器を入れる透明容器、透明容器を載置す
る昇降可能な試験台及び針の落下、針入距離測定部を有
する針入度またはちょう度試験器において、透明容器の
少なくとも一部が平面壁で形成され、かつ試料容器中の
試料表面と針先端との接触部分を透明容器の平面壁を通
して拡大する拡大装置を具備することを特徴とする針入
度またはちょう度試験器。（２）拡大装置の光学系が針先端部分を固定軸とし
て、水平面より円周方向に５０度回動自在である（１）
記載の針入度またはちょう度試験器。（３）拡大装置がＣＣＤカメラと映像モニターからな
る（１）または（２）記載の針入度またはちょう度試験
器。（４）（１）〜（３）のいずれかに記載の試験器を用
い、試料表面に針の影を投じさせ、拡大像を目視しなが
ら、針の先端と針の影の先端とが接触するように、試験
台の高さを調節して、針の先端を試料表面に接触後、針
を落下させる針入度またはちょう度の試験方法。（５）散乱光により影を投じさせる（４）記載の針入
度またはちょう度の試験方法。（６）散乱光を乱反射体により形成させる（４）また
は（５）記載の針入度またはちょう度の試験方法に関す
るものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の針入度またはちょう度試験器において、試験器
本体部分は、従来、一般に用いられている、たとえば図
５に示すＪＩＳＫ２２０７に示される試験器と実質
的には変わらないものである。また、その試験方法も実
質的にはＪＩＳに示されたものと同じである。

【００１５】図１は、本発明の針入度またはちょう度試
験器の一実施態様を示す概念図である。図１において、
１０は拡大装置であり、斜線部で示してある。なお、試
料台上の設備、針の落下、針入距離測定部を有すればそ
の構造は問わない。図１において、本発明では、円筒形
のガラス容器の代わりに、四角形透明容器に代表される
少なくとも一部が平面壁で形成される透明容器と、透明
容器の平面壁を通じて、試料容器中の試料表面と針先端
との接触部分を、平面壁を通じて拡大する拡大装置１０
を具備するものである。

【００１６】すなわち、本発明は、従来のＪＩＳ規格試
験器にとらわれることなく、発想を転換し、円筒ガラス
容器を角形透明容器に変更することにより、鮮明な拡大
像を得ることに成功したものである。なお、透明容器と
しては、四角形の容器が製造容易であるが、本発明の効
果からすると、拡大像を形成する光学系の光路部が平面
壁であれば事足りるものであり、幅が２０ｍｍ程度あれ
ば事足り、透明容器全体が平面壁である必要はない。透
明容器の形状は、透明円筒容器の一部壁面を平面にした
容器とすることもできる。なお、材質としては、ガラ
ス、ポリメチルメタアクリレート樹脂などを用いること
ができる。したがって、より規格試験に近似させるため
には、丸底円筒容器の側壁の一部を切断し、この部分に
平板を接合することで得られる容器とすることができ
る。

【００１７】本発明の針入度またはちょう度試験器は、
試験容器中の試料表面と針先端との接触状況を如何に、
正確に、容易に観察するかにある。図２は、試験容器中
の試料表面と針先端との接触状況の説明図である。図２
（Ａ）の斜視図で示すように、針入用の針を試料容器中
の試料表面に近づけ、光源により針の影１７を投じさせ
て、この針の先端と影の先端とが接触するように、試料
容器を上昇させるものである。この針の先端と影の先端
部分を、鮮明な像として拡大し、精度を高めようとする
ものである。

【００１８】したがって、試料には、たとえば、図２の
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、さまざまな表面形状を示
すものがある。このため、針の先端部を観察するために
は、光学系の角度を矢印のように変更することが必要に
なる場合がある。

【００１９】以下、本発明の一実施態様である針入度試
験器を図面を基に、詳細に説明する。本発明の針入度試
験器またはちょう度試験器の主要部である図３、図４に
基づいて説明する。図３は、本発明の試験台上の一実施
態様を示す平面概念図である。図４は、図３の一部切断
正面概念図である。図３、図４は、四角形の透明容器と
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃ
ｅ：電荷結合素子）カメラおよび映像モニターから構成
される拡大装置を具備する試験器の例である。図３、図
４において、３は試験台、６は試験容器、１５は透明容
器、２０はＣＣＤカメラ、２１は支軸取付板、２２はカ
メラ回動支持板、２３はカメラ回動用アーム、２４はカ
メラ固定台、２５は固定支軸、２６はカメラ回動用溝、
２７はカメラ固定ハンドル、２８は映像モニターであ
る。

【００２０】すなわち、本発明の試験器は、試験台に載
置される試験容器６、試験容器を入れるて載置する水槽
となる透明容器１５は、試験器本体とは、一体化してい
ないが、針入度試験、ちょう度試験には必須のものであ
り、これを含めて試験器と定義するものである。

【００２１】本発明の主要部である針先端部分の図示の
拡大装置は、試験台３に支軸取付板２１とカメラ回動支
持板２２が、透明容器６、ＣＣＤカメラ２０を挟むよう
に、平行に立設されている。この支軸取付板２１とカメ
ラ回動支持板２２との間にはカメラ回動用アーム２３
が、支軸取付板２１の固定支軸２５を支点として設けら
れている。このカメラ回動用アーム２３は、自由端部に
おいて、カメラ固定台２４と一体化している。

【００２２】カメラ固定台２４はカメラ回動用アーム２
３の下端から延びてコの字状に構成されている。また、
カメラ回動支持板２２には、カメラ回動用の溝２６が形
成されている。（カメラ回動用アームを固定支軸を起点
に回動する）。さらに、カメラ回動用アーム２３は、カ
メラ回動用溝２６により、回動自在となると共に、カメ
ラ固定ハンドルでカメラ回動支持板２２に固定できるよ
うになっている。

【００２３】すなわち、前記の図２の（Ｂ）、（Ｃ）で
示したように、試験容器中の試料表面の形状によって、
カメラの方向を変える必要がある場合に、固定支軸を基
に、円周方向に回動することが可能になる。その結果、
カメラの方向が変わっても、焦点距離は変動せず、鮮明
な拡大像を得るとともに、操作性が一段と向上する。こ
こで、カメラの回動範囲αとしては、好ましくは水平面
より、５０度、より好ましくは５〜３５度の範囲とされ
る。

【００２４】カメラで撮影された、映像データは、電気
信号として映像モニターに送られ、拡大された像として
目視観察される。映像モニターとしては、ブラウン管や
液晶表示装置などを例示できる。なお、図示の例では、
拡大装置の光学系を試験台に直接取付けたものを示した
が、市販の針入度試験の試験台の上に、図示の試験台を
取り付けることができることは勿論である。

【００２５】本発明の針入度試験またはちょう度試験器
の拡大装置としては、図示のＣＣＤカメラと映像モニタ
ー、ないしはこれに類似する装置が好ましく用いられ
る。しかしながら、他の装置とすることも可能である。
たとえば、光学系のみで拡大像を読み取る装置、ビデオ
カメラで撮影し、液晶画面で拡大像を表示するものなど
を例示できる。また、カメラの回動方式、固定方式とし
ては、回動用溝に代えて、ラックとピニオンからなるも
のなど任意であり、また、この回動を手動でなく電動で
行うこともできる。

【００２６】つぎに、本発明の針入度試験器またはちょ
う度試験器を用いた試験方法について説明する。まず、
前記従来技術のＪＩＳ試験法に基づいて、定法により試
験試料の調整が行われる。水槽で温度調整された試料の
充填された試験容器は、次いで、少なくとも平面側壁
（例、四角形透明容器）を有する水の入った透明容器に
入れられ、試験台の所定の位置に載置する。ついで、カ
メラの反対側から、光源を調節して、針の影を試料表面
に投じさせる。試験容器中の試料の表面状況より、映像
モニター画面を見ながら、カメラの角度を調整し最適位
置に固定する。

【００２７】次いで、映像モニター画面中の針先端と針
の影の先端の拡大像を目視しながら、試験台を調整（上
昇）し、針の先端と試料容器中の試料表面を接触させ
る。その後、針の留金具を開放して、針を落下させ、自
重で試料に、５分間針入させ、その時の針入距離をダイ
ヤルゲージで読み取る、針入距離のｍｍを１０倍して、
針入度の試験値とする。

【００２８】なお、本発明試験方法においては、光源と
して、一般光源を用いることもできるが、散乱光により
影を投じさせることが鮮明な影の形成のために好まし
い。この散乱光としては、たとえば、通常の光源からの
光を乱反射体に反射させることで調整できる。すなわ
ち、凹凸の強い白紙などを透明容器のカメラの反対側に
立てかけるなどの方法を採用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の針入度試験器およびちょう度試
験器は、従来のＪＩＳに規定された試験規格を実質的に
変更することなく、鮮明な拡大像を目視しながら針先と
試料表面の接触点を調整できる。このため、試験者の技
量、経験、視力、体調などに影響されることなく、正確
に、迅速に、位置調整が行われる。その結果、同一系試
料での試験において、バラツキなく安定した結果が得ら
れ、省力化、無駄が排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の針入度またはちょう度試験器の一実施
態様を示す概念図である。

【図２】試験容器中の試料の表面と針先端との接触状況
の説明図である。

【図３】本発明の試験台上の一実施態様を示す平面概念
図である。

【図４】図３の一部切断正面概略図である。

【図５】ＪＩＳに規定された針入度試験器の一例を示す
正面概念図である。

【符号の説明】

１：架台２：支柱３：試験台４：昇降ハンドル５：ガラス容器６：試験容器７：針８：留金具９：ダイヤルゲージ１０：拡大装置１５：透明容器２０：ＣＣＤカメラ２１：支軸取付板２２：カメラ回動支持板２３：カメラ回動用アーム２４：カメラ固定台２５：固定支軸２６：カメラ回動用溝２７：カメラ固定ハンドル２８：映像モニター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試験容器を入れる透明容器、透明容器を
載置する昇降可能な試験台及び針の落下、針入距離測定
部を有する針入度またはちょう度試験器において、透明
容器の少なくとも一部が平面壁で形成され、かつ試料容
器中の試料表面と針先端との接触部分を透明容器の平面
壁を通して拡大する拡大装置を具備することを特徴とす
る針入度またはちょう度試験器。
【請求項２】拡大装置の光学系が針先端部分を固定軸
として、水平面より円周方向に５０度回動自在である請
求項１記載の針入度またはちょう度試験器。
【請求項３】拡大装置がＣＣＤカメラと映像モニター
からなる請求項１または２記載の針入度またはちょう度
試験器。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の試験器
を用い、試料表面に針の影を投じさせ、拡大像を目視し
ながら、針の先端と針の影の先端とが接触するように、
試験台の高さを調節して、針の先端を試料表面に接触
後、針を落下させる針入度またはちょう度の試験方法。
【請求項５】散乱光により影を投じさせる請求項４記
載の針入度またはちょう度の試験方法。
【請求項６】散乱光を乱反射体により形成させる請求
項４または５記載の針入度またはちょう度の試験方法。