JP2006038555A

JP2006038555A - 加硫ゴムの摩耗試験方法

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Publication number: JP2006038555A
Application number: JP2004217091A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Sakurai; 秀之桜井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-26
Also published as: JP4343791B2

Abstract

【課題】再現性に優れた加硫ゴムの摩耗試験方法を提供すること。
【解決手段】加硫ゴムからなる試験片１４と研磨ドラム１２とを回転させながら押し付けて試験片１４を摩耗させる。研磨ドラム１２の外周面には、径方向外側へ向かうに従って先細りとなる形状の突起２２のみが配置されているので、摩耗したゴム粉が外周面に引っ掛かり難く、また引っ掛かったとしても取れ易い。したがって、試験中に研磨ドラム１２の外周面が変化し難く、再現性に優れた試験を行うことが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、加硫ゴムの摩耗試験方法にかかり、特に、柔軟なゴム（例えば、３００％伸長時の弾性率が７ＭＰａ（室温）以下）に好適な加硫ゴムの摩耗試験方法に関する。

従来、加硫ゴムの摩耗を評価するために、ランボーン摩耗試験機を用いて摩耗の評価を行うことが一般的に行われている（特許文献１，２参照）。
特開２００４―１０１４８４号公報特開平８−２３３７１６号公報

しかしながら、従来の摩耗試験機を用いてゴムの試験を行うと以下の問題が生じる。
（１）摩擦部材（路面）として砥石またはセーフティーウォークを用いると、これらの表面にゴム摩耗紛が密着してしまい、測定中に摩擦部材表面が変化してしまい、そのため、再現性に欠けた測定となってしまう。
（２）ゴムの付着を防止する砂、タルク等の付着防止剤を用いて、柔軟なゴムを摩耗させると、摩擦部材に対するゴムの付着は防止できるが、付着防止剤が試験片のゴムにのめり込み、摩耗量にバラツキを生じさせる。

本発明は上記事実を考慮し、再現性に優れた加硫ゴムの摩耗試験方法を提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、加硫ゴムからなる試験片と摩擦部材とをそれぞれ回転させながら押し付けて前記加硫ゴムを摩耗させる加硫ゴムの摩耗試験方法であって、前記加硫ゴムと接触する外周面に、径方向外側へ向かうに従って先細りとなる形状の突起のみを配置した摩擦部材を用いる、ことを特徴としている。

請求項１に記載の摩耗試験方法では、加硫ゴムからなる試験片と摩擦部材とを回転させながら押し付けて加硫ゴムを摩耗させる。

摩擦部材の外周面には、径方向外側へ向かうに従って先細りとなる形状の突起のみが配置されているので、摩耗したゴム粉が外周面に引っ掛かり難く、また引っ掛かったとしても取れ易い。したがって、試験中に摩擦部材の外周面が変化し難く、再現性に優れた試験を行うことが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法において、ゴムの付着を防止するための付着防止剤を、前記加硫ゴム、及び前記摩擦部材に付着させない、ことを特徴としている。

付着防止剤を用いずに摩耗試験を行うので、付着防止剤が試験片にのめり込むことで摩耗量にばらつきを生じさせる、という従来技術の問題が生じない。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法において、前記摩擦部材は、軸方向に沿って延びる山形形状の突起が、周方向に複数配置されている、ことを特徴としている。

摩擦部材の外周面に、軸方向に沿って延びる山形形状の突起を周方向に複数配置することで、加硫ゴムを摩耗させることが出来る。

なお、山形形状の突起を周方向に複数配置することで、摩擦部材の外周部分は、三角波状、正弦波状等になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法において、前記摩擦部材は、四角錐形状の突起が、軸方向、及び周方向に複数配置されている、ことを特徴としている。

摩擦部材の外周面に、四角錐形状の突起を、軸方向、及び周方向に複数配置することで、加硫ゴムを摩耗させることが出来る。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法において、前記摩擦部材は、半球形状の突起が、軸方向、及び周方向に複数配置されている、ことを特徴としている。

摩擦部材の外周面に、半球形状の突起を、軸方向、及び周方向に複数配置することで、加硫ゴムを摩耗させることが出来る。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法において、前記突起は、最大高さが０．３〜１０ｍｍの範囲内、最小幅が０．３〜１０ｍｍの範囲内である、ことを特徴としている。

突起の最大高さが０．３ｍｍ未満になると、ゴムへの入力が小さく摩耗し難い。

突起の最大高さが１０ｍｍを超えると、突起頂点角が鋭角になりすぎて、試験片に対し、クラック（引掻き）のような形態での入力になり、摩耗形態が大幅に異なる。

突起の最小幅が０．３ｍｍ未満になると、細かすぎて、ゴムへの入力が小さく摩耗し難い。

突起の最小幅が１０ｍｍを超えると、突起頂点間の幅が大きくなりすぎて、試験片に接触しない可能性がある。

したがって、突起は、最大高さが０．３〜１０ｍｍの範囲内、最小幅が０．３〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の加硫ゴムの摩擦方法において、前記摩擦部材は、前記加硫ゴムとの接触面が、金属、セラミック、及び合成樹脂のうちの少なくとも一つで形成されている、ことを特徴としている。

摩擦部材の加硫ゴムとの接触面が、金属、セラミック、及び合成樹脂のうちの少なくとも一つで形成する理由は、摩擦部材が摩耗するのを出来るだけ抑制する為である。なお、セーフティーウォークを使用すると、摩擦部材が摩耗するために再利用が不可能である。

以上説明したように本発明の加硫ゴムの摩耗試験方法によれば、再現性に優れた加硫ゴムの摩耗試験を実施できる、という優れた効果を有する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の加硫ゴムの摩耗摩耗試験方法を実現するための摩耗試験機１０の側面図である。

この摩耗試験機１０は、図示しない駆動装置により回転される研磨ドラム１２を備えている。

研磨ドラム１２と対向する位置には、試験片１４を取り付けるための取付部１６が設けられている。

取付部１６は、空圧シリンダー１８によりピストンロッド２０を介して研磨ドラム１２の回転軸線に向けて接離され、取付部１６が研磨ドラム１２に接近した際は、試験片１４の外周面が任意の所定圧で研磨ドラム１２の外周面に押し付けられるようになっている。

なお、取付部１６も図示しない駆動装置により回転される。

図２に示すように、本実施形態の研磨ドラム１２は、円筒状に形成されており、外周面には、軸方向に延びる突起２２が周方向に間隔をあけて複数配置されている。

研磨ドラム１２の材質は、鉄、アルミニューム、ステンレススチール等の金属、セラミック、合成樹脂等を用いることができる。

突起２２の材質も、研磨ドラム１２の材質と同様のものを用いることができる。

本実施形態の突起２２は、研磨ドラム１２の軸線に直角な断面で見たときの形状が三角形である。

ここで、三角形の突起２２は、高さＨを０．３〜１０ｍｍの範囲内、底面の幅Ｗを０．３〜１０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。

また、突起２２の周方向の配置は、図２に示すように隙間をあけて配置しても良いが、図３に示すように隙間をあけずに隣接配置しても良い。

更に、突起２２は、断面三角形状に限らず、図４、図５に示すような四角錐（ピラミッド形状）、図６、図７に示すような半球形状（例えば、鋼球等を半分埋め込むことにより形成されている）であっても良い。

なお、図４〜７に示す突起２２は、ドラム軸方向、及び周方向に碁盤の目状に配置しても良く、千鳥状に配置しても良い。

また、研磨ドラム１２の外周表面は、側面視で正弦波状としても良い。
（作用）
次に、この摩耗試験機１０を用いた試験方法を説明する。

先ず、ゴム試験片（例えば、３００％伸長時の弾性率が７ＭＰａ（室温）以下）１４を取付部１６に取り付け、空圧シリンダー１８を作動させてゴム試験片１４を所定の圧力で研磨ドラム１２の外周面に押し当て、試験片１４、及び研磨ドラム１２を回転させる。

このとき、試験片１４、及び研磨ドラム１２には、従来の試験で用いていたようなゴム付着防止剤等を一切付着させることはしない。

本実施形態の摩耗試験機によれば、ゴム付着防止剤等を用いないでゴム試験片１４と研磨ドラム１２とを接触させているので、ゴム付着防止剤等がゴム試験片１４にのめり込むことで摩耗量にばらつきを生じさせる、という従来技術の問題が生じない。

また、突起２２が先細り形状であるため（言い換えれば、突起間の溝部分は、径方向外側へ向けて幅広となっている。）、ドラム表面にゴムの摩耗紛が引っかかり難く、また、引っ掛かったとしても取れ易いため、測定中にドラム外周面が変化せず、再現性に優れた測定を行うことが出来る。

以下に、柔軟なゴムの試験を行う場合の好ましい試験条件の一例を記載する。
試験荷重：１．０〜１０．０ｋｇｆ
ドラム（路面）回転数：５０〜２５０ｒｐｍ
ゴム試験片回転数：５０〜２５０ｒｐｍ
試験時間：１０〜１２０ｓｅｃ
試験荷重、ドラム回転数、ゴム試験片回転数、及び試験時間は、ゴム試験片によって異なる。
（試験例）
本発明の効果を確かめるため、本発明の摩耗摩耗試験方法と、従来の摩耗摩耗試験方法と、実車摩耗試験の比較を行った。
（ａ）摩耗試験機による試験条件
ドラム（路面）の材質：鉄
突起：軸方向に延びる三角形の突起（図２参照）
高さ１．０ｍｍ、底面の幅１．０ｍｍ、間隔１．０ｍｍ、ドラム周長９５８ｍｍ当たり４７９個の突起を配置。
試験荷重：３．５ｋｇｆ
ドラム回転数：２００ｒｐｍ
ゴム試験片回転数：１２５ｒｐｍ
試験時間３０ｓｅｃ
付着防止剤不使用
試験片：６個のサンプルを用いた。なお、サンプルのゴム、イオウ、加硫促進剤、カーボンの量（重量部）は以下の表１に記載した通りである。
（ｂ）実車試験による試験条件
車両：タクシー
走行距離：５０００ｋｍ
タイヤサイズ：１８５／７０Ｒ１４
（ｃ）評価方法

なお、表１内の試験結果の数値は、摩耗量（ｇ）のＩｎｄｅｘ値である。

摩耗量（ｇ）＝初期サンプル重量（ｇ）−測定後サンプル重量（ｇ）
本発明の試験方法の結果と、実車耐摩耗性試験の結果をプロットすると、相関係数Ｒ＝０．９３が得られた。

これにより、本発明の摩耗試験方法によれば、実車によるゴムの摩耗を、摩耗試験機による結果から正確に予想出来るようになった。

なお、従来の試験方法では、付着防止剤が試験片にのめり込んでしまうために定量的な評価結果が得られず、実車結果との相関が得られなかった。

摩耗試験機の側面図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。（Ａ）は研磨ドラムの側面図であり、（Ｂ）は研磨ドラムの外周面を示す斜視図である。

符号の説明

１０摩耗試験機
１２研磨ドラム（摩擦部材）
２２突起

Claims

加硫ゴムからなる試験片と摩擦部材とをそれぞれ回転させながら押し付けて前記加硫ゴムを摩耗させる加硫ゴムの摩耗試験方法であって、
前記加硫ゴムと接触する外周面に、径方向外側へ向かうに従って先細りとなる形状の突起のみを配置した摩擦部材を用いる、ことを特徴とする加硫ゴムの摩耗試験方法。
ゴムの付着を防止するための付着防止剤を、前記加硫ゴム、及び前記摩擦部材に付着させない、ことを特徴とする請求項１に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法。
前記摩擦部材は、軸方向に沿って延びる山形形状の突起が、周方向に複数配置されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法。
前記摩擦部材は、四角錐形状の突起が、軸方向、及び周方向に複数配置されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法。
前記摩擦部材は、半球形状の突起が、軸方向、及び周方向に複数配置されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法。
前記突起は、最大高さが０．３〜１０ｍｍの範囲内、最小幅が０．３〜１０ｍｍの範囲内である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の加硫ゴムの摩耗試験方法。
前記摩擦部材は、前記加硫ゴムとの接触面が、金属、セラミック、及び合成樹脂のうちの少なくとも一つで形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の加硫ゴムの摩擦方法。