JP2008209399A

JP2008209399A - 高速摩耗試験装置

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Publication number: JP2008209399A
Application number: JP2007305257A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hojo; 将広北條; Hideyuki Sakurai; 秀之桜井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: JP5090872B2

Abstract

【課題】選択的に設定された速度域におけるゴム部材の磨耗量を計測することができる高速磨耗試験装置を得る。
【解決手段】円盤２６の重量が１０Ｋｇ以上であるため、モータ１４から十分な慣性力を円盤２６が得ることができ、ゴム部材１２の磨耗量を安定して測定することができる。さらに、円盤２６の重量が２００Ｋｇ以下であるため、円盤２６の慣性力が大き過ぎることはなく、円盤２６が停止するまでの時間（測定時間）が適度に保たれる。これにより、選択的に設定された速度域におけるゴム部材の磨耗量を計測することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム部材の摩耗量を測定する高速摩耗試験装置に関する。

路面とタイヤの摩擦、及び摩耗特性は、自動車の走行速度によって異なる。

そこで、同軸上に摩擦測定用のゴム部材を取り付けた円板と駆動円盤をとりつけ、このゴム部材を路面部材に当接させながら軸を回転させ、円板と駆動円盤とのねじりモーメントをトルク計により検出し、ゴム部材の速度とともに記録することで、ゴム部材と路面部材の動摩擦係数を高速度から低速度へ連続的に測定できる動摩擦測定装置が提案されている。（特許文献１）
特開昭５３−５７０８２号公報

しかしながら、この動摩擦測定装置は、短時間で動摩擦係数を測定することを目的に設計されているため、路面部材とゴム部材が当接してから２秒前後でゴム部材が停止してしまう。このため、ゴム部材の摩耗量が少なすぎ、ゴム部材の動摩擦係数を測定することはできるがゴム部材の摩耗量を測定するには困難であった。

一方、室内摩耗試験機としては、ＪＩＳ−Ｋ−６２６４に記載されているランボーン摩耗試験機があるが、この試験機の滑り速度は最高でも１０ｋｍ／ｈであり、自動車の走行レベルでの滑り領域で生じる摩耗量を測定することが出来ない。

また、近年自動車の用途の多様化により、例えば、高速道路を中心に走る自動車の場合は、高速域、街乗りを中心に走る自動車の場合は、低速域が中心となり、タイヤの摩耗性能を速度域別に把握する必要が生じてきた。

本発明は、上記事実を考慮し、選択的に設定された速度域におけるゴム部材の摩耗量を計測することができる高速摩耗試験装置を提供することが課題である。

本発明の請求項１に係る高速摩耗試験装置は、回転自在に設けられた駆動軸部材と、前記駆動軸部材に回転駆動力を付与する駆動手段と、前記駆動軸部材に中心部が固定され、前記駆動軸部材を回転軸として回転する円盤と、前記駆動軸部材の軸上に設けられる従動軸部材と、前記駆動軸部材と前記従動軸部材の間に設けられ、前記駆動軸部材の回転駆動力を前記従動軸部材に伝達すると共に、前記駆動軸部材と前記従動軸部材の間で生じるねじりモーメントを測定するトルク計と、前記従動軸部材に中心部が固定され、前記従動軸部材を回転軸として回転する円板と、前記円板において、前記トルク計が配置された側とは反対側に取り付けられた測定用のゴム部材と、前記円板に対向配置され、前記ゴム部材が当接する路面部材と、を備える高速摩耗試験装置において、前記円盤の重量が１０Ｋｇ以上２００Ｋｇ以下であることを特徴とする。

上記構成によれば、駆動手段が駆動軸部材に回転駆動力を付与し、駆動軸部材が回転する。この駆動軸部材が回転すると、駆動軸部材に固定された円盤が回転し、さらに、この駆動軸部材の回転力は、トルク計を介して従動回転軸に伝達され、従動回転軸が回転する。

従動回転軸が回転すると円板が回転し、これにより、円板に取り付けられたゴム部材が路面部材と当接しながら路面部材上を円状に回転する。
例えば、ゴム部材が所定の速度に達したときに、駆動手段からの駆動力を解除し、その後は、駆動手段が円盤へ付与したエネルギーによって、円盤の慣性力で円板を回転させる。そして、円盤及び円板が停止するまでの路面部材によるゴム部材の摩耗量を測定する。

また、ゴム部材が所定の速度に達したときに、駆動手段からの駆動力を掛けたまま一定速度でゴム部材を路面部材に接触させ、任意の時間（任意の走行距離）に達したら試験を停止させ、そのときのゴム部材の摩耗量を測定する。

ここで、円盤の重量が１０Ｋｇ以上である。このため、駆動手段から十分な慣性力を円盤が得ることができ、これにより、ゴム部材の摩耗量を得ることができる。つまり、１０Ｋｇ以下では、ゴム部材の摩耗量が少なく安定した試験結果が得られない。

また、円盤の重量が２００Ｋｇ以下である。このため、円盤の慣性力が大き過ぎることはなく、円盤が停止するまでの時間（測定時間）が適度に保たれる。つまり、２００Ｋｇ以上では、円盤の慣性力が大き過ぎて、円盤が停止するまでの時間（測定時間）が長くなってしまい、効率良くゴム部材の摩耗量を測定することができない。また、円盤が高速で回転する必要があるため、２００Ｋｇ以上では、装置に非常に高い剛性と精度が要求され、高価な装置となってしまう。

すなわち、ゴム部材がある選択された速度に達したときに、駆動手段からの駆動力を解除することで、ゴム部材への入力を一定のエネルギー（定エネルギー）に制御した上で、選択的に設定された速度域におけるゴム部材の摩耗量を計測することができる。

さらに、ゴム部材がある選択された速度に達したときに、駆動手段からの駆動力を掛けたまま一定速度でゴム部材を路面部材に接触させ、任意の時間（任意の走行距離）ゴム部材の速度を一定の速度（定速度）に制御することで、選択された速度におけるゴム部材の摩耗量を計測することができる。

また、円盤が固定される駆動軸部材と円板が固定される従動軸部材の間で生じるねじりモーメントをトルク計で測定することで、この高速摩耗試験装置でゴム部材と路面部材の摩擦係数の算出も可能である。

本発明の請求項２に係る高速摩耗試験装置は、請求項１記載において、前記ゴム部材と前記路面部材を当接及び離間させる当接離間手段が設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、ゴム部材と路面部材を当接及び離間させる当接離間手段が設けられている。

例えば、ゴム部材がある選択された速度に達したときゴム部材と路面部材を当接させ、ゴム部材がある選択された速度に減速したときゴム部材と路面部材を離間させることができ、円盤及び円板が停止するまでのゴム部材の摩耗量に限定されず、例えば、８０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈ間等の選択的に設定された速度域におけるゴム部材の摩耗量を測定することができる。

また、ゴム部材がある選択された速度に達したときゴム部材と路面部材を当接させ、駆動手段からの駆動力を掛けたまま一定速度でゴム部材を路面部材に接触させ、任意の時間（任意の走行距離）が経過したときにゴム部材と路面部材を離間させることができ、一定速度で任意の時間経過後のゴム部材の摩耗量を測定することができる。

本発明の請求項３に係る高速摩耗試験装置は、請求項１又は２記載において、−４０℃以上１００℃以下の任意の一定温度に制御可能な恒温槽が設けられ、前記恒温槽の内部に少なくとも前記ゴム部材、前記円板、及び前記路面部材が配置されることを特徴とする。

上記構成によれば、少なくともゴム部材、円板、及び路面部材が恒温槽の内部に配置される。
ここで、ゴム材料の摩耗特性は温度依存性が大きく、試験時の環境温度によってゴム部材の摩耗量が変わる。また、自動車の走行を考慮した場合、路面温度は、−４０℃以上１００℃以下である。

そこで、ゴム部材、円板、及び路面部材を恒温槽の内部に配置することで、目的に合った環境温度におけるゴム部材の摩耗量を測定することができる。

本発明の請求項４に係る高速摩耗試験装置は、請求項１乃至３何れか１項記載において、前記路面部材が脱着可能に設けられることを特徴とする。
上記構成によれば、路面部材は高速摩耗試験装置から脱着可能に設けられる。

ここで、自動車が走行する路面素材としては、アスファルト、樹脂、砥石、金属の少なくとも１種類、又は、これらのうち少なくとも２種を混合したもの、さらに、滑り止めの凹凸を路面に備えたセイフティウォーク等をあげることができる。また、路面の状態としては、乾燥路面だけでなく、湿潤・凍結路面等もあげることができる。

そこで、路面部材を脱着可能に設けることで、目的に合った路面におけるゴム部材の摩耗量を測定することができる。

本発明の請求項５に係る高速摩耗試験装置は、請求項１乃至４何れか１項記載において、前記円盤の重量が１５ｋｇ以上１００ｋｇ以下であることを特徴とする。

上記構成によれば、円盤の重量が１５ｋｇ以上１００ｋｇ以下である。円盤の重量が１５Ｋｇ以上であるため、駆動手段から十分な慣性力を円盤が安定して得ることができる。また、円盤の重量が１００Ｋｇ以下であるため、円盤が停止するまでの時間（測定時間）を短くすることができる。

本発明の高速摩耗試験装置によれば、選択的に設定された速度域におけるゴム部材の摩耗量を計測することができる。

本発明の第１実施形態に係る高速摩耗試験装置１０について図１から図３に基づいて説明する。
図１、図２に示されるように、この高速摩耗試験装置１０には、後述する測定用のゴム部材１２に回転駆動力を付与するモータ１４が設けられている。このモータ１４は、図示せぬフレームに取り付けられ、床面に設置されるようになっている。また、モータ１４は、高速摩耗試験装置１０を制御する装置制御部５０に接続されており、装置制御部５０からの指示で、所定の回転力でモータ１４に設けられたモータ軸部材１６を回転させるようになっている。

さらに、このモータ軸部材１６は上方に延びて配置されており、その上端部には、電磁クラッチ１８が設けられている。この電磁クラッチ１８も、モータ１４同様に装置制御部５０に接続されており、装置制御部５０からの指示で、電磁クラッチ１８の上部から上方に延びる第１回転軸部材１７と、モータ軸部材１６を選択的に連結又は解除することができるようになっている。

また、第１回転軸部材１７には、ローラ２０が設けられており、このローラ２０には、ローラ２０と水平方向に並んで配置されるローラ２２との間に掛け渡される動力伝達ベルト２３が巻き掛けられている。つまり、ローラ２０の回転力が動力伝達ベルト２３を介してローラ２２に伝達されるようになっている。

さらに、このローラ２２の回転中心部には、上下に延びる駆動軸部材２４が設けられており、この駆動軸部材２４には、駆動軸部材２４を回転軸とする円形状の円盤２６の中心部が固定されている。また、円盤２６は、鉄で形成され重量は１０Ｋｇ以上２００Ｋｇ以下（好ましくは１５ｋｇ以上１００ｋｇ）とされており、さらに、円盤２６の半径は５ｃｍ以上２００ｃｍ以下とされている。

さらに、駆動軸部材２４の下端は、トルク計２８の上端と連結されており、このトルク計２８は、トルク計２８の下端から下方に延びる従動軸部材３０と、駆動軸部材２４の間で生じるねじりモーメントを測定できるようになっている。

また、この従動軸部材３０には、従動軸部材３０の回転速度を計測することができる速度計３２が取り付けられており、速度計３２の下方には、従動軸部材３０の下端部が挿入された四角柱状の恒温槽３４が設けられている。なお、この速度計３２が検出した従動軸部材３０の回転速度の速度情報は、装置制御部５０に伝達されるようになっている。

この恒温槽３４の隣には、エアコンディショナー３６が設けられており、所定の温度の空気を恒温槽３４に流し込むことで、恒温槽３４の内部を−４０℃以上１００℃以下の所定の温度に保つようになっている。なお、恒温槽３４、及びエアコンディショナー３６は、温度制御部３８と接続されており、温度制御部３８が恒温槽３４の温度情報を受けてエアコンディショナー３６を制御するようになっている。

さらに、恒温槽３４の内部には、従動軸部材３０の下端部に回転中心部が固定された円状の円板４０が固定されており、この円板４０の円周部４０Ａには、円周を４等分するように、測定用のゴム部材１２が取り付けられるブラケット４２の基端部が固定されている。

詳細には、ブラケット４２は、弾性部材である板バネ材を折り曲げて形成されており、ブラケット４２の先端は、水平方向に対して斜め下方、かつ、円板４０の周方向に沿って取り付けられている。

また、ブラケット４２の先端部には、直方体状のゴム部材１２が測定面１２Ａを下方に向け取り付けられている。

さらに、測定面１２Ａと対向するように、測定面１２Ａと距離をおいて円状の路面部材４４が配置されており、路面部材４４の中心部には、下方に延びて恒温槽３４の底面３４Ａから恒温槽３４の外側へ延びる円柱状の支持ロッド４６が固定されている。ここで、恒温槽３４に設けられたドア（図示省略）を開放することで、路面部材４４が支持ロッド４６から脱着可能となり、さらに、路面部材４４が交換可能となるように、路面部材４４はボルトにて支持ロッド４６の先端部に固定されている。

つまり、自動車が走行する路面素材としては、アスファルト、樹脂、砥石、金属の少なくとも１種類、又は、これらのうち少なくとも２種を混合したもの、さらに、滑り止めの凹凸を路面に備えたセイフティウォーク等があげられ、さらに、路面の状態としては、乾燥路面だけでなく、湿潤・凍結路面等もあげられるが、路面部材４４を脱着可能とすることで、目的に合った路面におけるゴム部材１２の摩耗量を測定することができるようになっている。

また、ゴム材料の摩耗特性は温度依存性が大きく、試験時の環境温度によってゴム部材１２の摩耗量が変わってしまうが、このように、恒温槽３４を設け、円板４０、ゴム部材１２、及び路面部材４４を恒温槽３４の内部に配置することで目的に合った環境温度におけるゴム部材１２の摩耗量を測定することができるようになっている。

なお、自動車の走行を考慮した場合、路面温度は、−４０℃以上１００℃以下であるため、恒温槽３４の内部を−４０℃以上１００℃以下の所定の温度に保たれるようにすることで、事実上の使用領域を全てカバーすることができる。

また、この支持ロッド４６の下端部は、路面部材４４を上下動させるシリンダ４８に連結されており、このシリンダ４８は、高速摩耗試験装置１０を制御する装置制御部５０に接続されている。これにより、装置制御部５０からの指示でシリンダ４８は、路面部材４４を上下移動させ、ゴム部材１２と路面部材４４を当接、又は離間することができるようになっている。さらに、装置制御部５０の指示によって、従動軸部材３０に対してボールベアリングを介して円板４０を上下動させ、ゴム部材１２に任意の接地圧を付加できるようになっている。

次に、本第１実施形態に係る高速摩耗試験装置１０を用いてゴム部材１２の摩耗量を測定する手順について説明する。

先ず、恒温槽３４のドアを開け、重量を測定したゴム部材１２を測定面１２Ａが下方に向くように、ブラケット４２の先端部に取り付け、恒温槽３４のドアを閉める。なお、この状態では、路面部材４４とゴム部材１２は離間している。

次に、エアコンディショナー３６を温度制御部３８を介して制御し、恒温槽３４の内部が所定の温度（例えば３０℃）に保たれるように、エアコンディショナー３６は恒温槽３４に空気を流し込む。

さらに、装置制御部５０を介して電磁クラッチ１８を操作し、モータ軸部材１６と第１回転軸部材１７を連結させる。そしてこの状態でモータ１４を回転させ、動力伝達ベルト２３及び駆動軸部材２４を通じて円盤２６を回転させ、さらに、トルク計２８及び従動軸部材３０を通じて円板４０を回転させる。

次に、速度計３２からゴム部材１２の速度を計算し、ある選択された速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）が安定して得られるようにモータ１４を装置制御部５０が制御する。

次に、ゴム部材１２の速度がその速度に安定した状態で、電磁クラッチ１８を解除し、同時に、シリンダ４８を可動させ路面部材４４を上方へ移動させてゴム部材１２と路面部材４４を当接させる。この状態で、トルク計２８を用いて、駆動軸部材２４と従動軸部材３０の間で生じるねじりモーメントを測定する。

また、路面部材４４とゴム部材１２の摩擦及び摩耗により、ゴム部材１２の速度が所定の速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）まで減速したら、シリンダ４８を可動させ路面部材４４を下方へ移動させてゴム部材１２と路面部材４４を離間させる。

ゴム部材１２が停止した後、恒温槽３４のドアを開け、ゴム部材１２をブラケット４２から取り外し、ゴム部材１２の重量を測定し、試験前後のゴム部材１２の摩耗量を取得する。

つまり、一定の速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）で回転する円盤２６が一定の速度（例えば５０ｋｍ／ｈ）になるまでのゴム部材１２の摩擦量を測定する。すなわち、ある一定の回転エネルギーを持った円盤２６が一定の速度（一定の回転エネルギー）になるまでの一定のエネルギーは全てゴム部材１２の摩耗エネルギーに消費されると考えられるため、一定エネルギーでの摩耗試験といえる。

このようにして、ゴム部材１２への入力を一定のエネルギー（定エネルギー）に制御した上で、選択的に設定された速度域（例えば８０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈ）におけるゴム部材１２の路面部材４４に対する摩耗量を複雑な計算制御なしに計測することができる。

また、前述したように、円盤２６の重量が１０Ｋｇ以上であるため、モータ１４から十分な慣性力を円盤２６が得ることができ、ゴム部材１２の摩耗量を安定して測定することができる。つまり、１０Ｋｇ以下では、ゴム部材１２の摩耗量が少なく安定した試験結果を得ることはできない。

さらに、円盤２６の重量が２００Ｋｇ以下であるため、円盤２６の慣性力が大き過ぎることはなく、円盤２６が停止するまでの時間（測定時間）が適度に保たれる。つまり、２００Ｋｇ以上では、円盤２６の慣性力が大き過ぎて、円盤２６が停止するまでの時間（測定時間）が長くなってしまい、効率良くゴム部材１２の摩耗量を測定することができない。また、円盤２６が高速で回転する必要があるため、２００Ｋｇ以上では、高速摩耗試験装置１０に非常に高い剛性と精度が要求され、高価な高速摩耗試験装置１０となってしまう。

また、円盤２６の半径が５ｃｍ以上であるため、モータ１４から十分な慣性力を円盤２６が得ることができ、さらに、円盤２６の半径が２００ｃｍ以下であるため、円盤２６の慣性力が大き過ぎることはない。

また、トルク計２８にて測定された駆動軸部材２４と従動軸部材３０の間で生じるねじりモーメントに基づいて、ゴム部材１２と路面部材４４の摩擦係数を算出することができる。

また、恒温槽３４を用いることで、目的に合った環境温度におけるゴム部材１２の摩耗量を測定することができる。
また、路面部材４４を脱着可能に設けることで、目的に合った路面におけるゴム部材１２の摩耗量を測定することができる。

なお、円板４０の回転時におけるゴム部材１２の質量中心部分の最高速度は特に規定しないが、３００ｋｍ／ｈ以上では路面部材４４とゴム部材１２との摩擦による発熱が激しいため、ゴム部材１２の最高速度は３００ｋｍ／ｈ以下、好ましくは１５０ｋｍ／ｈ以下である。

また、試験前後のゴム部材１２の質量を比較して摩耗量を取得するため、ゴム部材１２のサイズ・重量を特に規定する必要はない。
さらに、本願発明者は、以下の試験にて選択的に設定された速度域におけるゴム部材１２の摩耗量を計測し、高速摩耗試験装置１０が、ゴム部材１２の摩耗量を適切に検出できることを確認した。

＜試験条件＞
円盤重量：２０Ｋｇ

（実施例１）
・測定速度域：８０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈ（測定時間１５秒）
・ゴム部材の摩耗量は４９．１ｍｇであった。

（実施例２）
・測定速度域：８０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈ（測定時間９．５秒）
・ゴム部材の摩耗量は３１．５ｍｇであった。

（比較例）

・市販のＤＦテスター（ダイナミック・フリクション・テスター：日邦産業株式会社製）を使用。
・測定速度域：８０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈ（測定時間１．８秒）
・ゴム部材の摩耗量は５．３ｍｇであった。

＜評価基準＞

本高速摩耗試験装置の目的は、ゴム部材の摩耗量のサンプル間での有意差を判断するものである。よって、判断基準として摩耗量を３０ｍｇ以上とした。

図３は上記試験の評価結果を示し、本高速摩耗試験装置によると、高速（８０ｋｍ／ｈ）から測定を開始した実施例１、実施例２では、基準とした摩耗量を３０〜２００ｍｇを満たしていることが分かる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、円盤２６として円形状のものを用いたが、これに替えて、コマ形状やドーナツ形状等でもよく、回転軸を中心に軸対象の形状であればよい。

また、上記実施形態では、恒温槽３４の温度のみを制御したが、温度に加えて湿度等を制御しさらに使用環境を限定して試験毎のバラツキを抑えてもよい。

また、上記実施形態では、路面部材４４をシリンダ４８によって上下移動させてゴム部材１２と路面部材４４を当接、離間させたが、これに替えて、円板４０及び円盤２６を共に上下移動させてゴム部材１２と路面部材４４を当接、離間させてもよく、さらに、円板４０と従動軸部材３０の間にボールスプラインを設けて円板４０のみを上下動させてもよく、このように他の方法で、ゴム部材１２と路面部材４４を当接、離間させてもよい。

また、上記実施形態では、路面部材４４を脱着可能にして、各種の路面にたいするゴム部材１２の摩耗量の測定を可能としたが、散水装置等を設けて降雨時のゴム部材１２の摩耗量を測定可能としてもよい。

また、上記実施形態では、例として、ゴム部材１２の速度が５０ｋｍ／ｈまで減速したら、ゴム部材１２と路面部材４４を離間させたが、これに替えて、系全体が減速して速度が０ｋｍ／ｈになった後にゴム部材１２と路面部材４４を離間させてもよい。

また、上記実施形態の測定手順として、１度の試験を例にとって説明したが、これに替えて、必要に応じて複数回の試験を行って摩耗量を測定してもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る高速摩耗試験装置について説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態では、第１実施形態のように、ゴム部材１２の摩耗量を測定する場合に、ゴム部材１２と路面部材４４を当接させる前に電磁クラッチ１８を解除することはない。

以下、本第２実施形態に係る高速摩耗試験装置１０を用いてゴム部材１２の摩耗量を測定する手順について説明する。

次に、速度計３２からゴム部材１２の速度を計算し、ある選択された速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）が安定して得られるようにモータ１４を装置制御部５０が制御する。

次に、ゴム部材１２の速度がその速度に安定した状態で、シリンダ４８を可動させ路面部材４４を上方へ移動させてゴム部材１２と路面部材４４を当接させる。この状態で、ゴム部材１２が選択された速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）を維持するように、装置制御部５０がモータ１４の出力を素早く調整する。さらに、トルク計２８を用いて、駆動軸部材２４と従動軸部材３０の間で生じるねじりモーメントを測定する。

そして、ゴム部材１２と路面部材４４を当接させてから任意の時間（任意の走行距離）が経過したら、シリンダ４８を可動させ路面部材４４を下方へ移動させてゴム部材１２と路面部材４４を離間させる。

装置制御部５０を介して電磁クラッチ１８を操作し、モータ軸部材１６と第１回転軸部材１７を解除させ、円板４０を停止させる。円板４０が停止した後、恒温槽３４のドアを開け、ゴム部材１２をブラケット４２から取り外し、ゴム部材１２の重量を測定し、試験前後のゴム部材１２の摩耗量を取得する。

つまり、一定の速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）で路面部材４４と当接するゴム部材１２が任意の時間（任意の走行距離）経過後に、路面部材４４によって摩耗した摩耗量を測定する。すなわち、任意の走行速度で任意の時間（任意の走行距離）走行する自動車に装着されたタイヤの摩耗量を取得することができる摩耗試験といえる。

ここで、定常状態で使用されるタイヤの滑り速度は、ゴムの摩耗係数によらずタイヤの回転速度によって一義的に決まる。すなわち、一定速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）で試験を行い、任意の時間（任意の走行距離）に達したら試験を停止すという評価方法は、実車に装着したタイヤの摩耗をよりよく再現することができ、タイヤに使用したゴムの耐摩耗性能の優劣を実車に近い状態で評価することができる。

さらに、本願発明者は、以下の試験にて一定速度におけるゴム部材１２の摩耗量を計測し、高速摩耗試験装置１０が、ゴム部材１２の摩耗量を適切に検出できることを確認した。

＜試験条件＞
円盤重量：２０Ｋｇ
・測定速度：１０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈ、３０ｋｍ／ｈ、４０ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、６０ｋｍ／ｈ、７０ｋｍ／ｈ、８０ｋｍ／ｈ
・評価時間（一定速度のゴム部材１２が路面部材４４）に当接していた時間：５秒

＜評価基準＞

本高速摩耗試験装置の目的は、ゴム部材の摩耗量のサンプル間での有意差を判断するものである。よって、判断基準として摩耗量を３０ｍｇ以上とした。なお、試験前後のゴム部材１２の質量を比較して摩耗量を取得するため、ゴム部材１２のサイズ・重量を特に規定する必要はない。
図４は上記試験の評価結果を示し、基準とした摩耗量を３０ｍｇ以上を満たしていることが分かる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態の試験は、評価時間を一定（５秒）として、各速度間のゴム部材の摩耗量を比較したが、これに替えて、走行距離を一定として、各速度間のゴム部材の摩耗量を比較してもよい。

本発明の第１実施形態に係る高速摩耗試験装置を示した側面図である。本発明の第１実施形態に係る高速摩耗試験装置を示した斜視図である。本発明の第１実施形態に係る高速摩耗試験装置の試験結果を示した図面である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第２実施形態に係る高速摩耗試験装置の試験結果を示した図面である。

符号の説明

１０高速摩耗試験装置
１２ゴム部材
１４モータ（駆動手段）
２４駆動軸部材
２６円盤
２８トルク計
３０従動軸部材
３４恒温槽
４０円板
４４路面部材
４８シリンダ（当接離間手段）

Claims

回転自在に設けられた駆動軸部材と、
前記駆動軸部材に回転駆動力を付与する駆動手段と、
前記駆動軸部材に中心部が固定され、前記駆動軸部材を回転軸として回転する円盤と、
前記駆動軸部材の軸上に設けられる従動軸部材と、
前記駆動軸部材と前記従動軸部材の間に設けられ、前記駆動軸部材の回転駆動力を前記従動軸部材に伝達すると共に、前記駆動軸部材と前記従動軸部材の間で生じるねじりモーメントを測定するトルク計と、
前記従動軸部材に中心部が固定され、前記従動軸部材を回転軸として回転する円板と、
前記円板において、前記トルク計が配置された側とは反対側に取り付けられた測定用のゴム部材と、
前記円板に対向配置され、前記ゴム部材が当接する路面部材と、
を備える高速摩耗試験装置において、
前記円盤の重量が１０Ｋｇ以上２００Ｋｇ以下であることを特徴とする高速摩耗試験装置。
前記ゴム部材と前記路面部材を当接及び離間させる当接離間手段が設けられたことを特徴とする請求項１記載の高速摩耗試験装置。
−４０℃以上１００℃以下の任意の一定温度に制御可能な恒温槽が設けられ、前記恒温槽の内部に少なくとも前記ゴム部材、前記円板、及び前記路面部材が配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の高速摩耗試験装置。
前記路面部材が脱着可能に設けられることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載された高速摩耗試験装置。
前記円盤の重量が１５ｋｇ以上１００ｋｇ以下であることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載された高速摩耗試験装置。