JP2014055919A - Compressed snow layer formation method, and method for testing tyre on snow using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧雪層の形成方法および該方法を利用したタイヤの雪上試験方法に関し、より詳細には、所望のかさ密度あるいは所望の硬度の圧雪層を効率的に形成可能な圧雪層の形成方法および該方法を利用したタイヤの雪上試験方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a snow layer and a method for testing a snow on a tire using the method, and more particularly, a method for forming a snow layer capable of efficiently forming a snow layer having a desired bulk density or a desired hardness. The present invention also relates to a method for testing a tire on snow using the method.
従来から、たとえばタイヤの雪上評価試験用に、雪状路を模擬した試験が行われている。
特許文献1は、水平方向を中心に回転可能な回転ドラムの内周面に氷結層を形成して、形成した氷結層に対してタイヤを当てて、回転ドラムを回転することにより、タイヤの氷上試験を行い、特に、氷結層は、水を凍らせた一定の厚さの氷の層または圧縮された雪の層からなり、氷結層の形成には、従来公知の様々な方法が採用可能であると記載されている。
特許文献2は、鉛直方向を中心に回転可能なターンテーブルの上に圧雪層を形成して、形成した圧雪層に対してタイヤを当てて、ターンテーブルを回転することにより、タイヤの雪上試験を行っており、特に、水を添加して膨潤させた粒状の吸水性材料からなる人工雪を層状に設け、人工雪層に転圧ローラーを押し付けながらターンテーブルを回転させる際、転圧ローラーの押圧力を調整することにより、人工雪層を種々の硬さの圧雪路に設定することが可能であると記載されている。
Conventionally, for example, a test simulating a snowy road has been performed for a tire on-snow evaluation test.
In
In Patent Document 2, a snow layer is formed on a turntable rotatable around a vertical direction, a tire is applied to the formed snow layer, and the turntable is rotated to perform a snow test on the tire. In particular, when artificial snow made of granular water-absorbing material swollen by adding water is provided in layers, and the turntable is rotated while pressing the rolling roller against the artificial snow layer, the pressing roller is pressed. It is described that by adjusting the pressure, the artificial snow layer can be set to snow roads of various hardnesses.
特許文献3は、水平方向を中心に回転可能なループ状のスチールベルトの表面に雪状路面あるいはアイスバーンを形成して、形成した雪状路面あるいはアイスバーンに対してタイヤを当てて、スチールベルトを回転することにより、タイヤ試験を行い、特に、冷媒スプレーノズルから噴出された冷媒により、スチールベルト上に形成された水膜は瞬時に氷結されるため、氷雪面あるいはアイスバーンを短時間で形成可能と記載されている。
特許文献4は、鉛直方向を中心に回転可能な路面模擬用ディスクの上面に氷雪層を形成して、形成した氷雪層に対してタイヤを当てて、路面模擬用ディスクを回転することにより、タイヤ試験を行い、特に、冷媒スプレーノズルから噴出された冷媒用気体により、路面模擬用ディスク上に形成された水膜は瞬時に氷結されるため、氷雪面あるいはアイスバーンを短時間で形成可能と記載されている。
特許文献5は、水平方向を中心に回転可能な円筒状ドラムの内周面に圧雪層を形成して、形成した圧雪層に対してタイヤを当てて、円筒状ドラムを回転することにより、タイヤのスリップ率あるいは摩擦係数を計測しており、スノーガンに供給する水の温度および試験室の室温を制御することにより、圧雪路面の雪質を所望に制御することが可能であると記載されている。
In
Patent Document 4 discloses that an ice / snow layer is formed on the upper surface of a road surface simulation disk that can rotate around a vertical direction, a tire is applied to the formed ice / snow layer, and the road surface simulation disk is rotated, thereby Tested, especially because the water film formed on the road surface simulation disk is instantly frozen by the refrigerant gas ejected from the refrigerant spray nozzle, so that it is possible to form an ice-snow surface or an ice burn in a short time Has been.
Patent Document 5 discloses a method in which a compressed snow layer is formed on an inner peripheral surface of a cylindrical drum rotatable around a horizontal direction, a tire is applied to the formed compressed snow layer, and the cylindrical drum is rotated to rotate the tire. The slip rate or friction coefficient of the snow is measured, and it is described that the snow quality of the compressed snow road surface can be controlled as desired by controlling the temperature of water supplied to the snow gun and the room temperature of the test chamber. .
しかしながら、上述のような従来の雪状路の形成方法には、以下のような技術的問題点が存する。 However, the conventional method for forming a snowy road as described above has the following technical problems.
第1に、所望の雪質、特に所望のかさ密度、所望の硬度および所望の表面状態の圧雪層を効率的に形成することが困難な点である。
より詳細には、特許文献1、特許文献3および特許文献4はいずれも、模擬路面上に水膜を直接形成して、凍らせることにより、氷結層、氷雪面あるいはアイスバーンを形成するものであり、層自体が全体として凍らず、たとえば積雪した路面上を車が繰り返し通過することにより形成されるような圧雪路、換言すれば、所望のかさ密度あるいは所望の硬度の圧雪層を形成するのは困難である。
この点、特許文献2は、このような氷結層、氷雪面あるいはアイスバーンでなく、水を添加して膨潤させた粒状の吸水性材料からなる人工雪を層状に設けており、転圧ローラーの押圧力を調整することにより、人工雪層を種々の硬さの圧雪路に設定することが可能であると記載されているが、人工雪ゆえに表面の摩擦係数は自然雪とは大きく相違するものであり、たとえば、タイヤのスリップ評価を適正に行うことが困難である。
これに対して、特許文献5には、ドラム本体内周面に形成される圧雪路面は、ドラムを所要の回転数で回転させながら、スノーガンのノズルより雪を内周面に噴射させるとともに、圧雪ローラで圧雪することにより形成し、スノーガンに供給する水の温度および試験室の室温を制御することにより、圧雪路面の雪質を所望に制御すると記載されている。
しかしながら、第2の技術的問題点として、特許文献5による圧雪技術では、圧雪層が圧雪層形成予定面から剥がれたり、圧雪層に亀裂、割れが生じたりして、円滑なタイヤ試験を行うのが困難となる。
First, it is difficult to efficiently form a snow layer having a desired snow quality, particularly a desired bulk density, a desired hardness, and a desired surface state.
More specifically,
In this respect, Patent Document 2 is provided with artificial snow made of a granular water-absorbing material swelled by adding water instead of such a frozen layer, ice-snow surface, or ice burn, Although it is described that it is possible to set the artificial snow layer to a snow road with various hardness by adjusting the pressing force, the surface friction coefficient differs greatly from that of natural snow because of artificial snow. For example, it is difficult to properly evaluate tire slip.
On the other hand, in Patent Document 5, the pressure snow road surface formed on the inner peripheral surface of the drum body causes the snow to be injected from the nozzle of the snow gun to the inner peripheral surface while rotating the drum at a required rotation speed, and It is described that it is formed by rolling snow with a roller, and by controlling the temperature of water supplied to the snow gun and the room temperature of the test chamber, the snow quality of the snow-capped road surface is controlled as desired.
However, as a second technical problem, in the snow pressure technique according to Patent Document 5, the snow pressure layer is peeled off from the surface where the pressure snow layer is to be formed, or the snow pressure layer is cracked or cracked, and a smooth tire test is performed. It becomes difficult.
より詳細には、所定温度管理のもとで圧雪ローラで圧雪することにより、噴射されて積雪した雪から空気を追い出することにより、かさ密度を所望に調整することは可能であるが、ドラム本体内周面に向かって圧雪するのみでは、ドラム本体内周面と雪および雪粒同士が十分にくっ付かず、たとえば、ドラムの回転中、圧雪路面が天井面の位置となる際、重力により内周面から剥離したり、圧雪層に亀裂あるいは割れが生じたりして、円滑なタイヤ試験を行うのが困難となる。一方で、たとえば、湿り雪、シャーベット状の雪のように水分含有率が大きい場合、圧雪荷重を大きくすることにより、このような剥離、亀裂あるいは割れをある程度抑制可能であるが、所望のかさ密度を達成するのが困難である。
この点、自然雪が路面に降雪して、たとえば、自重により、あるいは車の往来により圧雪路が形成される場合には、かさ密度が増大するとともに、焼結(焼成)作用が徐々に進行して、雪層の硬度が長時間経過後に形成され、この場合には、雪層のかさ密度と雪層の硬度との関係はほぼ比例し、全体として雪質が形成されるのであり、所望のかさ密度と所望の硬度とを互いに独立に、効率的に圧雪路を模擬することが業界内で要望されている。
More specifically, it is possible to adjust the bulk density to a desired level by driving the snow from the snow that has been sprayed and snow accumulated by pressing the snow with a pressure roller under a predetermined temperature control. If the snow is only pressed toward the inner peripheral surface, the inner peripheral surface of the drum body and the snow and snow particles do not sufficiently adhere to each other.For example, when the compressed snow road surface is at the ceiling surface during rotation of the drum, It is difficult to perform a smooth tire test due to peeling from the peripheral surface or cracking or cracking in the snow layer. On the other hand, for example, when the moisture content is large, such as wet snow or sherbet-like snow, it is possible to suppress such peeling, cracking or cracking to some extent by increasing the snow pressure load. Is difficult to achieve.
In this regard, when natural snow falls on the road surface and, for example, a compressed snow road is formed due to its own weight or due to traffic, the bulk density increases and the sintering (firing) action gradually proceeds. In this case, the relationship between the bulk density of the snow layer and the hardness of the snow layer is approximately proportional, and the snow quality is formed as a whole. There is a need in the industry to efficiently simulate a snow-capped road independently of density and desired hardness.
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、所望のかさ密度、所望の硬度および所望の表面状態の圧雪層を効率的に形成可能な圧雪層の形成方法および該方法を利用したタイヤの雪上試験方法を提供することにある。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、自然界の圧雪状態を効率的に模擬可能な圧雪層の形成方法および該方法を利用したタイヤの雪上試験方法を提供することにある。
In view of the above technical problems, an object of the present invention is to provide a method for forming a snow layer capable of efficiently forming a snow layer having a desired bulk density, a desired hardness, and a desired surface state, and a tire using the method. It is to provide a test method on snow.
In view of the above technical problems, an object of the present invention is to provide a method for forming a snow layer capable of efficiently simulating a natural snow state, and a tire on-snow test method using the method.
上記課題を達成するために、本発明の圧雪層の形成方法は、
圧雪層の形成に利用する雪を準備する段階と、
圧雪層の形成予定面を取り囲む密閉スペースを所定温度かつ所定湿度に管理する段階と、
所定の含水率で雪に含水させる段階と、
密閉スペース内で、温度および湿度管理された圧雪層の形成予定面に含水した雪を供給して、雪を所定厚みにて積層させる段階と、
積層した雪の上面から圧雪層の形成予定面に向かって所定の押圧力で面圧しつつ、含水する水分を氷結させることにより、積層した雪を圧雪する段階と、を有し、
圧雪層が目標厚さに達するまで、前記積層段階および前記圧雪段階を繰り返し、それにより、圧雪層を形成する、構成としている。
In order to achieve the above object, the method for forming a snow layer of the present invention comprises:
Preparing the snow to be used to form the compressed snow layer;
Managing the sealed space surrounding the formation surface of the compressed snow layer at a predetermined temperature and a predetermined humidity;
A step of adding moisture to the snow at a predetermined moisture content;
Supplying the moisture-containing snow to the formation surface of the pressure snow layer whose temperature and humidity are controlled in a sealed space, and laminating the snow with a predetermined thickness;
A step of compressing the stacked snow by freezing moisture contained in water while pressing the surface with a predetermined pressing force from the upper surface of the stacked snow toward a formation planned surface of the compressed snow layer,
The stacking step and the snow pressure step are repeated until the snow layer reaches a target thickness, thereby forming the snow layer.
本発明の圧雪層の形成方法によれば、所定温度かつ所定湿度に管理した密閉スペース内で、準備した雪を用いて目標厚さの圧雪層を形成する際、所定の含水率で含水させた雪を用いて、層の厚み全体に一様に圧雪のための面圧が及ぶように、1回に形成する圧雪層の厚みを制限したうえで、積層した雪の上面から圧雪層の形成予定面に向かって所定の押圧力で面圧することにより、圧雪層内から空気を追い出し、圧雪層のかさ密度を増大するとともに、焼結作用を積極的に促進することにより、含水させた水を圧雪層の形成予定面と雪粒、および雪粒同士の接着に利用し、圧雪が完了する時点で、含水させた水を氷結させることにより、圧雪層の硬度を増大することが可能であり、このような積層段階および圧雪段階を繰り返すことにより、目標厚さの圧雪層を効率的に形成することが可能である。 According to the method for forming a snow layer of the present invention, when forming a snow layer having a target thickness using the prepared snow in a sealed space controlled at a predetermined temperature and a predetermined humidity, the water is contained at a predetermined moisture content. Use snow to limit the thickness of the compressed snow layer to be formed at a time so that the surface pressure for the compressed snow is uniformly applied to the entire thickness of the layer, and then form the compressed snow layer from the top surface of the stacked snow By pressing the surface with a predetermined pressing force toward the surface, air is expelled from the inside of the snow-capped layer, increasing the bulk density of the snow-capped layer, and actively promoting the sintering action, so It is possible to increase the hardness of the compressed snow layer by freezing the water containing water when the snow is formed and is used for bonding between the surface where the layer is to be formed, snow particles, and between the snow particles. By repeating the laminating stage and the snow pressure stage, It is possible to efficiently form a ShimegiAtsushi of compacted snow layer.
また、圧雪層に要求されるかさ密度に応じて、所定の押圧力を決定し、決定した押圧力値に基づいて、圧雪層に要求される硬度に応じて、所定の含水率および/または圧雪層に含水する水分の凍結速度を調整し、調整する凍結速度に応じて、密閉スペース内の所定温度および所定湿度を調整する段階をさらに有するのが好ましい。
さらに、前記準備段階は、製氷し、製氷した氷を破砕して微小氷とする段階を有し、
前記含水段階および前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により微小氷を空気圧送しつつ、前記密閉スペース内で、圧送管の流出口において、流出口から流出する微小氷に対して水を噴霧させるのがよい。
さらにまた、前記準備段階および前記含水段階は、製氷し、製氷した氷を破砕しつつ、破砕した氷に対して水を噴霧する段階を有し、
前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により含水済微小氷を空気圧送するのがよい。
加えて、前記破砕段階を前記密閉スペース内で行い、破砕した微小氷を圧雪層の形成予定面に向かって落下させて、積層させるのがよい。
In addition, a predetermined pressing force is determined according to the bulk density required for the snow layer, and based on the determined pressing force value, a predetermined moisture content and / or pressure snow is determined according to the hardness required for the snow layer. It is preferable to further include a step of adjusting the freezing rate of moisture contained in the layer and adjusting the predetermined temperature and the predetermined humidity in the sealed space according to the freezing rate to be adjusted.
Furthermore, the preparation step includes the steps of ice making, crushing the ice made into fine ice,
The water-containing step and the laminating step use an air-feed controlled at a predetermined temperature and a predetermined humidity to pneumatically feed micro ice by a pressure-feed tube, and in the sealed space, at the outlet of the pressure-feed tube, the outlet Water should be sprayed on the fine ice flowing out of the water.
Furthermore, the preparation step and the water-containing step include ice making and spraying water on the crushed ice while crushing the ice produced,
In the laminating step, it is preferable to pneumatically feed the hydrated micro ice by a pressure feeding pipe using pressure feeding air managed at a predetermined temperature and a predetermined humidity.
In addition, the crushing step may be performed in the sealed space, and the crushed micro ice may be dropped toward the formation planned surface of the compressed snow layer and stacked.
さらに、前記準備段階は、自然雪を利用し、
前記含水段階はおよび前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により自然雪を空気圧送しつつ、前記密閉スペース内で、圧送管の流出口において、流出口から流出する自然雪に対して水を噴霧させるのでもよい。
さらにまた、前記含水段階は、圧雪層の形成予定面に積層する最初の積雪層から積雪層を積層するに連れて、含水率を低減し、最初の積雪層を形成する際の含水率は、約10%であるのがよい。
加えて、前記圧雪層の形成予定面には、形成予定面の延び方向への圧雪層の滑りを防止する機械的絡み合いが設けられるのがよい。
Furthermore, the preparation step uses natural snow,
In the water-containing step and the laminating step, natural air is pneumatically fed by a pressure-feed pipe using a pressure-feed air controlled at a predetermined temperature and a predetermined humidity, while flowing in the sealed space at the outlet of the pressure-feed pipe. Water may be sprayed on natural snow flowing out from the exit.
Furthermore, the moisture content step reduces the moisture content as the snow layer is laminated from the first snow layer to be laminated on the formation surface of the snow layer, and the moisture content when forming the first snow layer is: It should be about 10%.
In addition, it is preferable that a mechanical entanglement for preventing slippage of the snow layer in the extending direction of the surface to be formed is provided on the surface to be formed of the snow layer.
さらに、前記圧雪段階は、圧雪層の硬度を検出して、目標硬度に対して押圧力をフィードバック制御するのがよい。
さらにまた、前記積層段階および前記圧雪段階を繰り返す際、積層段階により次の圧雪層を形成する前に、直前の圧雪段階により形成された圧雪層の表面に対して、次の圧雪層が絡みやすいように、凹凸を形成する段階を有するのがよい。
加えて、さらに、密閉スペース内を氷点以下の温度に保持した状態で、形成した圧雪層の上面を上面に平行な向きに研磨する表面処理段階をさらに有するのがよい。
Further, in the pressure snow stage, it is preferable to detect the hardness of the pressure snow layer and feedback control the pressing force with respect to the target hardness.
Furthermore, when the stacking step and the snow-pressing step are repeated, the next snow-pressing layer tends to be entangled with the surface of the snow-pressing layer formed by the immediately preceding snow-pressing step before the next snow-pressing layer is formed by the stacking step. Thus, it is preferable to have a step of forming irregularities.
In addition, it is preferable to further include a surface treatment step of polishing the upper surface of the formed snow-capped layer in a direction parallel to the upper surface in a state where the inside of the sealed space is maintained at a temperature below the freezing point.
さらに、圧雪層は、水平方向を中心に回転可能なインナードラムの内周面に形成され、
インナードラムの内部に構成される密閉空間が、前記密閉スペースを形成するのがよい。
さらにまた、目標厚みに向かって形成中の圧雪層の表面に対してタイヤを押し当てながら、タイヤおよび/またはインナードラムを回転することにより、圧雪層の形成とオンラインでタイヤの雪上試験に利用するのがよい。
加えて、目標厚みの圧雪層を形成した後に、圧雪層の表面に対してタイヤを押し当てながら、タイヤおよび/またはインナードラムを回転することにより、圧雪層の形成とオフラインでタイヤの雪上試験に利用するのがよい。
Furthermore, the snow layer is formed on the inner peripheral surface of the inner drum that can rotate around the horizontal direction,
A sealed space formed inside the inner drum may form the sealed space.
Furthermore, by rotating the tire and / or inner drum while pressing the tire against the surface of the snow layer being formed toward the target thickness, it is used for the formation of the snow layer and on-line testing of the tire. It is good.
In addition, after forming the compressed snow layer of the target thickness, rotate the tire and / or inner drum while pressing the tire against the surface of the compressed snow layer to form the compressed snow layer and perform offline tire test It is good to use.
さらに、インナードラムの内部温度を調整することにより、圧雪層が形成される内周面の温度を調整する段階をさらに有するのがよい。
加えて、雪粒径は、0.2ミリないし0.3ミリであり、所定温度は、−3℃ないし0℃であり、所定湿度は、80%以上であるのがよい。
さらにまた、前記積層段階における所定の積雪層の厚みは、3ミリないし5ミリであるのがよい。
Furthermore, it is preferable that the method further includes a step of adjusting the temperature of the inner peripheral surface on which the snow layer is formed by adjusting the internal temperature of the inner drum.
In addition, the snow particle size is 0.2 mm to 0.3 mm, the predetermined temperature is −3 ° C. to 0 ° C., and the predetermined humidity is 80% or more.
Furthermore, the thickness of the predetermined snow layer in the stacking step may be 3 mm to 5 mm.
本発明に係る圧雪層の形成装置の第1実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
以下では、本発明に係る圧雪層の形成装置10をタイヤの雪上試験に適用する場合を例と、して、詳細に説明する。
A first embodiment of an apparatus for forming a snow layer according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
Below, the case where the compressed snow
図1および図2に示すように、圧雪層形成装置10は、雪を生成する雪生成ユニット16と、生成された雪に所定含水率の水分を含水する含水ユニット18と、圧雪が完了するまで含水させた雪中の水分が凍結しないように、圧雪層形成面11を取り囲む密閉スペース20を所定温度および所定湿度に制御する温度湿度制御ユニット22と、含水した雪を密閉スペース20内で、圧雪層形成面11に向かって圧送する雪圧送ユニット24と、圧雪層形成面11に積層した積雪の上面27から圧雪層形成面11に向かって所定の押圧力で面圧する圧雪ユニット26と、圧雪層形成面11と圧雪ユニット26との間で相対移動を行う相対移動ユニット19と、から概略構成されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the snow-capped
圧雪層形成面11は、長手方向に延びる直線状であり、圧雪層形成装置10により、上面に雪を積雪し、圧雪するようにしてあり、圧雪層形成装置10は、圧雪層形成面11の上面を上方から覆うように配置されるケーシング21を有し、ケーシング21は、下向きに開放する開口を有し、ケーシング21の内部において、圧雪層形成面11に雪を積雪し、圧雪するように構成している。
より詳細には、圧雪層形成装置10は、たとえば、油圧あるいは電動モータが駆動源である相対移動ユニット19により、自走式であり、各ユニットとはケーシング21に連結され、あるいは固定され、ケーシング21はローラー12により、相対移動ユニットと、19により、圧雪層形成面11に対して圧雪層形成面11の長手方向に相対移動可能に構成され、ケーシング21は移動しながら、その内部において圧雪層形成面11に雪を積雪し、圧雪するようにしている。
The compressed snow
More specifically, the snow
ケーシング21の圧雪層形成面11の長手方向の前後面それぞれの下部には、カーテン23が圧雪層形成面11をなでるように設けられ、ケーシング21の内部をより密閉化するようにしている。
ケーシング21の上面には、後に説明する雪生成ユニット16の搬送管、含水ユニット18の水供給管、および温度湿度制御ユニット22の空調用空気供給管それぞれが貫通し、この貫通部により、それぞれの管が固定支持されており、これらの管は、可撓性を有する管であり、圧雪層形成装置10が圧雪層形成面11の長手方向に移動する際、圧雪層形成装置10の移動に支障のないように、それぞれ余裕のある長さを有する。
A
The upper surface of the
図2に示すように、ケーシング21はビニールシート25により上方から覆いかぶせておくことにより、ケーシング21の内部スペースを略密閉空間として、後に説明する温度湿度制御ユニット22により、内部スペースを所定温度および所定湿度に保持しやすくしてあり、それにより、後に説明するように、所望の雪質の圧雪層を効率的に圧雪層形成面11に形成することが可能となるようにしてあり、それとともに圧雪層形成装置10が位置する前後それぞれの方向の圧雪層形成面11をビニールシート25で覆うことにより、温度湿度を保持しやすいようにしている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、雪生成ユニット16は、雪ホッパー40を備え、ホッパーの下部には雪供給手段であるフィーダ42を設けて、フィーダ42には先端に噴出ノズル43を有する可撓性の雪用の搬送管17を接続してあり、搬送管17にはインバータにより送風量が制御される空気圧送手段であるブロワ46からの風によりフィーダ42内の雪が送り込まれ、搬送空気により雪が噴出ノズル43まで搬送されるようにしている。
As shown in FIG. 3, the
含水ユニット18は、水タンク58を備えており、タンク内の水がポンプ59によって給水管61から噴出ノズル43に供給されるようになっている。含水ユニット18は、含水率制御ユニット50をさらに有し、含水率制御ユニット50は、圧雪層Lの層厚さ検出手段52と、圧雪層Lの硬度検出手段54と、検出した層厚さおよび硬度に応じて水分の供給量を調整する供給量調整手段56とを有し、供給量調整手段56は、給水管61に設けた流量計63により、ノズルへの水の供給量をポンプ59を制御することにより調節する。
なお、図1において、2本の搬送管17を設けているが、いずれも図3の構成により、生成した雪、およびこの雪に含水させる水を供給している。
ちなみに、水の圧送をポンプ59ではなく、圧縮空気で行ってもよい。この場合、密閉水タンク58の気相部へ圧縮機から圧力空気を供給して水をノズルに送るようにして、水の供給量調節は圧送用空気の圧力を調節して行なうのがよい。
The water-containing
In FIG. 1, two
Incidentally, the pumping of water may be performed not with the
図4(C)に示すように、搬送管17の噴出開口33から流出する微小氷粒に対して水を噴霧する水スプレー43は、雪と水を均一に混合せしめ、先端から所要の含水率の雪粒として噴出せしめるものであり、噴出開口33に対向して設ける拡散用斜板75により雪が拡散しているところに、水を噴射するように水スプレー43を配置している。
水スプレー43は、傾斜面74により拡散する雪粒に対して、目標積雪面に積雪する前に、水を雪粒の噴雪流に向かって拡散状に噴射し、それにより、目標積雪面の上方に、噴雪流と噴水流との混合空間が形成されるようにしている。
As shown in FIG. 4 (C), the
The
変形例として、図4(A)に示すように、搬送管17の周方向に互いに間隔を隔てた適数個の水吹出管60を、筒体軸線の延長線上に向けて筒体の外周に設け、筒体からの雪に噴射水を吹きつけて雪粒として噴出せしめるように構成してもよいし、図4(B)に示すように、搬送管17の噴出開口33のまわりに水スプレー43を設けずに、噴出開口33から噴出した雪に対して、水を噴射するように水スプレー43を配置してもよい。
As a modified example, as shown in FIG. 4 (A), an appropriate number of water blowing pipes 60 spaced apart from each other in the circumferential direction of the
図1において、水スプレー48は、水スプレー43と異なり、搬送管17から流出する雪粒に対して水を噴射するものでなく、圧雪層形成面11に積雪する雪の上面に向かって水を噴射するものであり、これにより、後に説明するように、圧雪層形成面11上に形成した所定厚みの圧雪層の上にさらに所定厚みの圧雪層を形成する際、これらの圧雪層間の接合性を確保するようにしている。
なお、後に説明するサイクロン部66をこれらの水スプレー43の上流側に設けてもよい。
変形例として、一流体ノズルである水スプレー48によれば、水滴径が大きくなり、それにより雪質にむらが生じる可能性があるところ、一流体ノズルの代わりに、加圧水とともに加圧空気を混合した二流体ノズルとしてもよく、これによると、微小なミスト(水滴)が生成可能であり、水垂れが少なく、しかも水滴径および噴霧量を空気圧と水圧との組み合わせにより調整可能であるという技術利点がある。
In FIG. 1, unlike the
A
As a modification, according to the
圧送空気の温度および湿度を調整するための圧送空気温度湿度制御部(図示せず)がさらに設けられ、密閉スペース20内に流入する圧送空気により、密閉スペース20内の温度湿度が乱されないようにしており、これにより、温度湿度制御ユニット22による密閉スペース20内の温度湿度の制御を容易にしている。
たとえば、雪粒径が0.2ミリないし0.3ミリの場合、密閉スペース20内の所定温度は、−10℃ないし0℃であり、所定湿度は、60%以上であり、より好ましくは、−3℃ないし0℃、80%以上であり、この範囲外であると、雪質に係らず、後に説明するような、雪中に含水させる水の接着効果を十分に奏することが困難となる。なお、ここに、雪粒径は、粒径分布で表した際に、重量割合での最頻度粒径を意味する。
A pressure air temperature / humidity controller (not shown) for adjusting the temperature and humidity of the pressure air is further provided so that the temperature and humidity in the sealed
For example, when the snow particle size is 0.2 mm to 0.3 mm, the predetermined temperature in the sealed
図5に示すように、雪圧送ユニット24は、雪粒を空気圧送する搬送管17の先端側に、サイクロン部66を有し、雪粒を搬送空気に乗せて圧雪層形成面11まで到達させつつ、圧雪層形成面11に積もる雪粒を乱さない程度に、サイクロン方式により、搬送空気と、雪粒とを一部分離するようにしている。
As shown in FIG. 5, the snow
より詳細には、サイクロン部66の内部には、上下方向に伸延して固気分離する固気分離空間68が形成されている。固気分離空間68は、旋回流を発生しやすいように、下方に向かって先細の形状、たとえば円錐形状を有し、サイクロン部66には、固気分離空間68が、搬送管17の搬送空間を搬送空気により圧送されてくる氷雪から、搬送空気等の気体を、氷雪等の固体粒子と、遠心力により分離し得るように、それら固体粒子が旋回流を形成し得るように形成されている。また、サイクロン部66の上方の側面には、搬送管17に接続した流入口70が形成されており、サイクロン部66には、流入口70が、搬送空気により圧送されてくる氷雪を搬送空気と、共に、固気分離空間68に取込み得るように設けられている。
More specifically, a solid-
サイクロン部66の下方には、氷雪排出口72が、下方(図中下方)に向けて開口する形で設けられており、即ち、サイクロン部66には、氷雪排出口72が、サイクロン部66により分離された氷雪等の固体粒子を外部に排出し得るように設けられている。サイクロン部66には、サイクロン部66により分離された搬送空気等の気体を取り出す空気取出管69が、サイクロン部66の上部を、サイクロン部66の中心を通って、貫通する形で設けられており、空気取出管69の端部には、抽出口71と、給気口73がそれぞれ形成されている。このうち空気取出管69の抽出口71は、サイクロン部66の固気分離空間68において、下方(図中下方)に向けて開口しており、また、抽出口71は、サイクロン部66の流入口70よりも下方に形成されている。なお、空気取出管69がサイクロン部66を貫通した部分は、気密状態を保持する形で貫通して設けられている。
Below the
特に、空気取出管69には、調整弁67が設けられ、調整弁67の開度を調整すること、により、氷雪排出口72から排出される搬送空気の割合を調整し、氷雪排出口72から排出される氷粒と、搬送空気と、を一部分離すること、が可能と、なるようにしている。より詳細には、調整弁67を全開と、すれば、氷粒と、搬送空気と、が完全分離されると、ころ、それでは、氷雪排出口72から排出される搬送空気を利用して、氷粒を圧雪層形成面11に供給すること、が困難と、なる一方、調整弁67を全閉と、すれば、氷粒と、搬送空気と、がまったく分離されず、氷雪排出口72から排出される搬送空気により、圧雪層形成面11上の積雪が乱され、積雪面に凹凸が生じたりすると、ころ、調整弁67の開度を適宜調整すること、により、圧雪層形成面11上の積雪が乱されないようにしつつ、氷雪排出口72から排出される搬送空気を利用して、氷粒を圧雪層形成面11に供給すること、が可能となるように、氷粒と、搬送空気と、を一部分離するようにしている。
In particular, the
搬送管17内で空気搬送により雪粒を搬送し、搬送管17の下流側に連通して接続されたサイクロン部66の流出開口を圧雪層形成面11から所定距離Hに配置して、雪粒を流出口から搬送空気の噴流により、圧雪層形成面11まで到達させる。
雪粒は、乾き雪であり、粒径が0.2ミリないし0.3ミリであり、サイクロン部66の流出開口を圧雪層形成面11から1メートル以内に配置する。
雪粒の粒子の大きさ、およびサイクロン部66における雪粒の旋回流の最大径に応じて、搬送空気の搬送速度を調整すること、により、サイクロン部方式により、搬送空気と、雪粒と、を一部分離する。
The snow particles are transported by air transport in the
The snow particles are dry snow, the particle diameter is 0.2 mm to 0.3 mm, and the outflow opening of the
By adjusting the conveyance speed of the carrier air according to the size of the particle of the snow particles and the maximum diameter of the swirl flow of the snow particles in the
図6に示すように、内部において搬送空気により噴出開口33に向かって雪粒を下向きに圧送する搬送管17の噴出開口33に対して対向するように配置された傾斜面74が設けられ、傾斜面74は、噴出開口33から噴出する雪粒の噴雪流が傾斜面74に衝突すること、により、噴雪流が噴出開口33より下方レベルの圧雪形成面11上に拡散して積雪するように、雪粒の噴出方向に対して所定角度α傾斜する向きと、される。
As shown in FIG. 6, an
傾斜面74は、所定角度α傾斜する向きと、する際、噴出開口33の雪粒の噴出方向への傾斜面74への投影領域が、傾斜面74内に包含されるような大きさを有する。これにより、噴出開口33から噴出する雪粒のすべてが、傾斜面74に衝突して確実に拡散するにしている。これにより、傾斜面74により拡散する雪粒に対して、目標積雪面に積雪する前に、水ノズル42により雪粒の噴雪流に向かって水を拡散状に噴射することにより、目標積雪面の上方に、噴雪流と、噴水流との混合空間が形成されるようにしている。
The
噴出開口33は、円形であり、傾斜面74は、搬送管17により支持された傾斜円板75の上面27が構成し、上面27は、たとえばテフロン加工の難着雪性であり、噴出開口33に向かって凹状の湾曲面部76と、湾曲面の下端78に連続的に滑らかに連なる平面部80と、を有し、湾曲面部76から平面部80に向かって下方に延びるように配置される。湾曲面部76が設けられる側は、傾斜面74により雪を拡散させながら飛散させる向きの遅れ側である。
特に、含水率が0%の乾き雪、約1〜20%の湿り雪、約21〜95%のシャーベッと、雪、約96%以上の雪水と、分類した場合、乾き雪の場合には、図6(A)に示すように、湾曲面部76のない平面部80だけの傾斜面74でよく、一方、湿り雪あるいはシャーベッと、雪の場合には、図6(B)に示すように、湾曲面部76と、平面部80と、を有する傾斜面74が好ましく、いずれにせよ、図6(C)に示すように、噴出開口33から噴出する雪粒のすべてが傾斜面74に衝突して確実に拡散し、圧雪形成面11上に到達するまでに、さらに拡散して、圧雪形成面11上での積雪エリアを拡げること、が可能である。
The
In particular, when dry snow with a moisture content of 0%, approximately 1-20% wet snow, approximately 21-95% sherbet, snow, approximately 96% or more snow water, if dry snow, As shown in FIG. 6A, the
図6(D)(図6(C)の線A−Aに沿う断面図)に示すように、拡散領域の厚みDは、雪粒の初期噴出速度と、雪粒と搬送空気との混合比とにより大きく影響を受けるところ、特に、雪粒の初期噴出速度を所定速度以上に確保したうえで、混合比を調整することで所望の拡散効果を得ることが可能である。この場合、噴出開口33と圧雪形成面11との間隔が近く、圧雪形成面11に対する搬送空気の影響が強く、圧雪形成面11上の積雪が乱される可能性がある場合には、サイクロン部66により、調整弁67の開度を上げることにより、氷雪排出開口72から流出する搬送空気を低減すればよい。
傾斜円板75は、棒状部材80を介して搬送管17により支持される。棒状部材80は、上端が、搬送管17に連結され、搬送管17の略中心軸線上を延び、下端78が傾斜円板75の中心部に連結し、それにより、傾斜円板75は、搬送管17により支持される。これにより、雪粒が噴出開口33から噴出する際、棒状部材80により阻害されないようにしている。
なお、傾斜円板75は、搬送管17と、同心状に配置され、傾斜円板75の中心を通る鉛直方向を中心に回転可能と、され、それにより、雪粒の噴雪流の目標積雪面に対する拡散領域82が連続的に変更されるようにしてもよい。
また、変形例として、上述のように、一定方向に雪を飛散させつつ拡散させるのでなく、傾斜円板75により放射状に雪を拡散したい場合には、たとえば傾斜円板75の代わりに、円錐面を設けてもよい。
As shown in FIG. 6D (a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 6C), the thickness D of the diffusion region is determined by the initial ejection speed of the snow particles and the mixing ratio of the snow particles and the carrier air. In particular, it is possible to obtain a desired diffusion effect by adjusting the mixing ratio after ensuring the initial ejection speed of the snow particles at a predetermined speed or higher. In this case, when the gap between the
The
The
Further, as a modified example, as described above, when it is desired to diffuse the snow radially by the
図7および図8に示すように、圧雪ユニット26は、圧雪荷重板85を有し、この圧雪荷重板85は、ケーシング21により支持され、圧雪層形成面11に積層した積雪の上面27に面接触可能な面接触部84と、面接触部84を圧雪層形成面11に向かって押圧する押圧部86と、を有する。
面接触部84は、プレート状であり、巾はケーシング21の幅より若干狭く、圧雪層Lに接触する接触面は、難着雪性の材質あるいは表面加工され、さらに、面接触部84の圧雪層形成面11に対するレベル決め手段88が設けられる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
The surface contact portion 84 has a plate shape, the width is slightly narrower than the width of the
面接触部84は、圧雪層形成面11の形状に沿って形成された圧雪部90と、レベル決め手段88により面接触部84を圧雪層形成面11に対してレベル決めした際、接触面と、圧雪層形成面11との間隔が圧雪部90に向かって徐々に狭まるように湾曲し、かつ圧雪部90の一端に対して連続的に滑らかに連結した案内部92と、を有する。
図7に示すように、圧雪部90は、圧雪層形成面11の形状に沿って形成され、図7(A)に示すように、圧雪層形成面11が平面状の場合は、平面状、図7(B)に示すように、圧雪層形成面11が凹状の場合は、凹状、図7(C)に示すように、圧雪層形成面11が凸状の場合は、凸状である。
さらに、押圧部86は、図1に示すようなバネ87により、圧雪部90を圧雪層形成面11に向かって付勢するように構成され、それにより、レベル決め手段88により圧雪層形成面11に対してレベル決めされた面接触部84を用いて、相対移動ユニット19により、圧雪層形成面11上に積層した雪を案内部92に通して、案内部92により案内されながら、圧雪部90により積層した雪を圧雪する。
The surface contact portion 84 includes a
As shown in FIG. 7, the
Further, the pressing portion 86 is configured to urge the
案内部92は、積層した雪を圧雪部90に円滑に案内することが可能な湾曲形状および/または材質および/またはプレート厚みであり、少なくとも圧雪部90より柔軟な材質である。
面接触部84は、プレート部の接触面と反対側に中実本体部94をさらに有し、中実本体部94は、案内部92から圧雪部90まで徐々に硬度が増大するようにしてある。そのために、中実本体部94について、たとえば、案内部92については、案内部92から圧雪部90に向かって、スポンジ製、ゴム製とし、一方圧雪部90を金属製の材質で構成してもよい。
湾曲形状は、谷部および山部を含む1波長分の正弦波状であるのがよい。
The
The surface contact portion 84 further includes a solid main body portion 94 on the side opposite to the contact surface of the plate portion, and the solid main body portion 94 gradually increases in hardness from the
The curved shape may be a sine wave shape for one wavelength including a valley and a peak.
図9に示すように、さらに、密閉スペース20内を氷点以下の温度に保持した状態で、形成した圧雪層Lの上面27に凹凸を形成して、次の圧雪層Lが絡みやすいようにする手段を設ける。具体的には、回転ブラシ101と、回転ブラシ101のレベル決めをするのに圧雪層Lの上面27を検知する検知手段103を設け、検知手段103と、回転ブラシ101と、を連結すること、により、回転ブラシ101の回転により、圧雪層Lの上面27に凹凸を形成し、形成された圧雪層Lの表面に対して、次の圧雪層Lが絡みやすいようにしている。
図10に示すように、圧雪層形成面11の延び方向への圧雪層Lの滑りを防止する機械的絡み合い部98が設けられる。具体的には、図10(A)および(B)に示すように、それぞれ上端部にフック部を設けた多数の細長突起部材を圧雪層形成面11に設けたり、図10(C)に示すように、圧雪層形成面11の表面をその長手方向と、交差する向きに延びる凹凸部を設けたりするのが好ましい。これにより、圧雪層形成面11上の積雪を圧雪荷重板85により圧雪する際、圧雪層Lの下面と、圧雪層形成面11と、の間に滑りが発生するのを防止し、積雪が確実に圧雪荷重板85に案内されるようにしている。細長突起部材あるいは凹凸部の高さhは、この観点より、定めればよい。
Further, as shown in FIG. 9, in the state where the inside of the sealed
As shown in FIG. 10, a mechanical entanglement portion 98 that prevents the snow-capped layer L from sliding in the extending direction of the snow-capped
さらに、インサイドドラム12の内部温度を調整するに内部温度調整手段(図示せず)をさらに有し、それにより圧雪層Lが形成される内周面14の温度を調整する。
変形例として、図11に示すように、密閉スペース20内に砕氷機25を設け、搬送管17により密閉スペース20に搬送された氷片をロータリーフィーダーを有する砕氷機25に破砕し、ロータリーフィーダーにより生成された氷粒をそのまま圧雪形成面11に向かって落下させてもよい。この場合には、搬送空気が圧雪形成面11に及ぶのを防止することが可能であることから、搬送管17にサイクロン部66を設けなくてもよい。
Furthermore, in order to adjust the internal temperature of the
As a modification, as shown in FIG. 11, an
以上の構成を有する圧雪層形成装置を用いた圧雪層の形成方法について、タイヤの雪上試験を説明しながら、以下に図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、圧雪層形成面11に圧雪層を形成するために、以下の工程を行う。
A method for forming a snow layer using the snow layer forming apparatus having the above-described configuration will be described in detail below with reference to the drawings while describing a snow test on a tire.
First, the following steps are performed in order to form a snow layer on the snow
図12に示すように、圧雪層の形成方法は、圧雪用の雪の造雪工程(ステップ1)、造雪した雪を積雪するスぺースの温度湿度管理工程(ステップ2)、造雪した雪をスペース内の圧雪層形成予定面に圧送する圧送工程(ステップ3)、造雪した雪を積雪する前に含水させる含水工程(ステップ4)、含水した雪をインサイドドラムへ積雪させる積雪工程(ステップ5)、積雪した雪を圧雪する圧雪工程(ステップ6)、圧雪層が所望厚みに達したかを判断して、達していない場合には、圧送工程、含水工程、積雪工程、圧雪工程を繰り返すること、により、所望厚みの圧雪層を形成し、形成した圧雪層の上面を表面処理する表面処理工程(ステップ7)と、から概略構成される。
各ステップごとに、以下、詳細に説明する。なお、圧雪層形成装置10は、相対移動ユニット19により、圧雪層形成面11の長手方向に沿って移動させながら、圧送工程、含水工程、積雪工程、および圧雪工程を行うようにしており、移動速度はこの観点から決定すればよい。
As shown in FIG. 12, the formation method of the compressed snow layer includes a snow making process (step 1) for compressing snow, a temperature and humidity management process (step 2) for the space where the formed snow is accumulated, and the snow was made. A pressure-feeding step (step 3) for pumping snow to a surface where a snow-snow layer is to be formed in the space, a water-containing step for adding water before the snow is formed (step 4), and a snow-covering step for placing the water-containing snow on the inside drum (step 4) Step 5), a snow pressure process (Step 6) for compressing snow that has accumulated snow, and whether or not the snow layer has reached the desired thickness, and if not, perform a pumping process, a water-containing process, a snow accumulation process, and a snow pressure process. By repeating the steps, a compressed snow layer having a desired thickness is formed, and a surface treatment process (step 7) for surface-treating the upper surface of the formed compressed snow layer is roughly constituted.
Each step will be described in detail below. In addition, the compressed snow
ステップ1において、雪生成ユニットにより、圧雪層の形成に利用する雪を準備する。より詳細には、たとえば、製氷し、製氷した氷を破砕して所定粒径(0.2ミリないし0.3ミリ)の微小氷とする。
ステップ2において、圧雪層形成面11を取り囲む密閉スペース20を所定温度かつ所定湿度に管理する。所定温度は、−10℃ないし0℃であり、所定湿度は、60%以上であり、より好ましくは、−3℃ないし0℃、80%以上である。
In
In step 2, the sealed
ステップ3において、密閉スペース20内に導かれる搬送管17を介して、圧送空気により微小氷からなる雪粒を密閉スペース20内まで搬送する。
この場合、搬送管17の先端部のサイクロン部66により、搬送空気と、雪粒と、を一部分離し、それにより、搬送空気により圧雪層形成面11に積雪中の雪を乱すこと、がないようにしている。
具体的には、サイクロン方式により、空気搬送される雪粒に対して遠心力により旋回流を生じさせることで、搬送空気と、雪粒と、を一部分離し、雪粒が搬送空気に乗って圧雪層形成面11まで達する一方、圧雪層形成面11に積もる雪粒を乱さないようにすることで、搬送空気により圧雪層形成面11上の積雪が巻き上がることなく、圧雪層形成面11に効率的に積雪させることが可能である。
In
In this case, the transport air and the snow particles are partly separated by the
Specifically, the cyclone method creates a swirling flow by centrifugal force on the snow particles that are transported by air, so that the transport air and the snow particles are partially separated, and the snow particles ride on the transport air and pressurize snow. While reaching the
さらに、一部分離された雪粒が噴出開口33から噴出する際、拡散用斜板に衝突させることにより、雪粒が噴出方向の横方向に拡散し、圧雪層形成面11の広い範囲に亘って、偏りなく積雪させること、が可能である。
具体的には、搬送管17内において搬送空気により噴出開口33に向かって雪粒を下向きに圧送する場合、傾斜面74を噴出開口33に対して対向するように配置する際、傾斜面74を雪粒の噴出方向に対して所定角度α傾斜する向きとしたうえで、傾斜面74において、噴出開口33の雪粒の噴出方向への傾斜面74への投影領域が、傾斜面74内に包含されるような大きさとすること、により、搬送管17内を搬送空気により圧送される雪粒が噴出開口33より噴出する際、雪粒の噴雪流が確実に傾斜面74に衝突することにより、傾斜面74の雪粒の噴出方向に対する傾斜角度αに応じて、雪粒は噴出開口33より下方レベルの目標積雪面に到達するまでに拡散することから、雪を目標積雪面上に効率的かつ一様に積雪させること、が可能である。
Further, when the partially separated snow particles are ejected from the ejection opening 33, the snow particles are diffused in the lateral direction of the ejection direction by colliding with the diffusion swash plate, and the snow snow
Specifically, when the snow particles are pumped downward toward the ejection opening 33 by the carrier air in the
ステップ4において、含水ユニット18により、所定の含水率で雪に含水させる。
図13に示すように、この含水段階は、圧雪層形成予定面に積層する最初の積雪層から積雪層を積層するに連れて、含水率を低減し、最初の積雪層を形成する際の含水率は、約10%であるのが好ましい。これにより、積雪工程の当初は、含水率を高くすることにより、水の表面張力により圧雪層形成面11と積雪との間の接着性を高め、積雪工程が進むにつれて、約3%程度まで低減させる。
図13において、約3%程度まで低減させるタイミングtについて、最初の積雪層を圧雪層形成面11に対して十分に接着させるために、当初は、約10%の含水率とするが、圧雪層形成面11の機械的絡み合い部(図10参照)が積雪により隠れたら、最初の積雪層と圧雪層形成面11とが接着完了と判断し、雪粒同士の接着を維持するのに最低限必要な含水率として、所望の雪質を実現する観点からも、約3%程度まで低減させる。
具体的には、拡散した雪粒が目標積雪面である圧雪層形成面11に積雪する前に、水ノズル43より水を雪粒に向かって拡散状に噴射すること、により、雪粒の噴雪流を一様に含水することが可能であり、しかも搬送空気の圧送度に応じて水噴射の水圧を上げる必要もないので、所望の含水率の雪を生成すること、が可能であり、一様に含水した所望の含水率の雪を効率良く積雪すること、が可能である。
In step 4, the
As shown in FIG. 13, in this water-containing stage, the moisture content is reduced as the first snow layer is formed from the first snow layer to be stacked on the surface where the snow layer is to be formed. The rate is preferably about 10%. Thereby, at the beginning of the snow accumulation process, by increasing the water content, the surface tension of the water improves the adhesion between the snow
In FIG. 13, at a timing t that is reduced to about 3%, the moisture content is initially about 10% in order to sufficiently adhere the first snow layer to the snow
More specifically, before the diffused snow particles accumulate on the compressed snow
ステップ5において、密閉スペース20内で、温度および湿度管理された圧雪層の形成面11に含水した雪を供給して、雪を所定厚みにて積層させる。1工程の積層段階における所定の積雪層の厚みは、3ミリないし5ミリであり、これを繰り返して、所定厚みを形成する。
この場合、含水段階および積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により微小氷を空気圧送しつつ、密閉スペース20内で、搬送管17の噴出口33において、噴出口33から流出する氷粒に対して水を噴霧させる。
In step 5, the wet snow is supplied to the
In this case, in the water-containing stage and the stacking stage, the fine ice is pneumatically fed by the pressure feed pipe using the pressure feed air controlled to the predetermined temperature and the predetermined humidity, and in the sealed
ステップ6において、積層した雪の上面から圧雪層形成面11に向かって所定の押圧力で面圧しつつ、含水する水分を氷結させることにより、積層した雪を圧雪する。圧雪段階は、圧雪層の硬度を検出して、目標硬度に対して押圧力をフィードバック制御する。
この場合、中実本体部94は、案内部92から圧雪部90まで徐々に硬度が増大するようにしてあるとともに、案内部92について圧雪層形成面11との間隔が圧雪部90に向かって徐々に狭まるように湾曲してあるので、積層した雪は、相対移動ユニット19により案内部92と圧雪層形成面11との間に達する際、圧雪層形成面11との間で滑りを生じたり、案内部92が抵抗となることなく、圧雪部90に向かって円滑に案内される。
In step 6, the laminated snow is compressed by freezing moisture contained in water while pressing with a predetermined pressing force from the upper surface of the stacked snow toward the compressed snow
In this case, the solid main body portion 94 gradually increases in hardness from the
その際、圧雪が完了するまでは、含水させた水分が凍結しないように制御するのに、 たとえば、非接触温度センサー(赤外線放射温度計)により、圧雪プレート出口部の雪表面温度を測定し、ここの温度が-1〜0℃になるように 空気温度を制御する。後述の接触式の測定空間が点であるのに対し、非接触は直径数百mmの円の面平均温度となるので、非接触の方が雪面全体の雪質むらをおさえられる。
あるいは、接触式温度センサーを用いると精度が低下するが、安価である。さらには、誘電率測定による方法もある。誘電率式は雪中の水分量に応じた誘電変化から含水率を測る方法で、これによると凍結が完了しているか判断可能である。なお、圧雪出口において完全に凍結していなくともよく、再積雪させるまでに含水させた水分が凍結していればよい。
At that time, until the compressed snow is completed, the moisture content is controlled so that it does not freeze. For example, the temperature of the snow surface at the outlet of the compressed snow plate is measured by a non-contact temperature sensor (infrared radiation thermometer). The air temperature is controlled so that the temperature here is -1 to 0 ° C. While the contact-type measurement space described later is a point, non-contact has a surface average temperature of a circle with a diameter of several hundreds of millimeters, so that non-contact suppresses uneven snow quality on the entire snow surface.
Alternatively, the use of a contact-type temperature sensor decreases accuracy but is inexpensive. Further, there is a method by measuring a dielectric constant. The dielectric constant equation is a method of measuring the moisture content from the dielectric change according to the amount of water in the snow, and according to this, it can be determined whether or not the freezing has been completed. In addition, it does not need to be completely frozen at the pressure snow outlet, and it is only necessary that the moisture contained before the snow is re-frozen is frozen.
この場合、圧雪層形成面11には、形成予定面の延び方向への圧雪層の滑りを防止する機械的絡み合いが設けられることから、圧雪層は、滑りを生じること、なく、圧雪荷重板85と、圧雪層形成面11との間に案内され、圧雪荷重板85により面圧されることにより、圧雪層内から空気を追い出し、圧雪層のかさ密度を増大するとともに、焼結作用を積極的に促進することにより、含水させた水を圧雪層形成面11と雪粒、および雪粒同士の接着に利用することが可能である。
圧雪層が目標厚さに達するまで、圧雪層形成装置10を相対移動ユニット19により、再度初期位置まで戻すことにより、積層段階および圧雪段階を繰り返し、それにより、圧雪層を形成する。積層段階および圧雪段階を繰り返す際、積層段階により次の圧雪層を形成する前に、直前の圧雪段階により形成された圧雪層の表面に対して、次の圧雪層が絡みやすいように、回転ブラシ101により、凹凸を形成しておくとともに、水スプレー48により、圧雪層の表面に水を散布して、次の圧雪層が付着しやすいようにする。
In this case, since the mechanically entangled surface that prevents the compressed snow layer from slipping in the extending direction of the surface to be formed is provided on the compressed snow
Until the compressed snow layer reaches the target thickness, the stacked snow
なお、圧雪層に要求されるかさ密度に応じて、所定の押圧力を決定し、決定した押圧力値に基づいて、圧雪層に要求される硬度に応じて、所定の含水率および/または圧雪層に含水する水分の凍結速度を調整し、調整する凍結速度に応じて、密閉スペース内の所定温度および所定湿度を調整するのもよい。
ステップ7において、密閉スペース内を氷点以下の温度に保持した状態で、形成した圧雪層の上面を上面に平行な向きに研磨するように表面処理する。これにより、たとえば、いわゆるつるつる路面の摩擦係数をほぼ再現した路面を模擬することが可能である。
以上で、圧雪層の形成が完了する。
A predetermined pressing force is determined according to the bulk density required for the snow layer, and based on the determined pressing force value, a predetermined moisture content and / or pressure snow is determined according to the hardness required for the snow layer. It is also possible to adjust the freezing rate of moisture contained in the layer and adjust the predetermined temperature and the predetermined humidity in the sealed space according to the freezing rate to be adjusted.
In step 7, surface treatment is performed so that the upper surface of the formed snow layer is polished in a direction parallel to the upper surface while the inside of the sealed space is maintained at a temperature below the freezing point. Thereby, for example, it is possible to simulate a road surface that substantially reproduces a friction coefficient of a so-called smooth road surface.
This completes the formation of the compressed snow layer.
この場合において、圧雪層形成ユニット10をビニールシート25により上方から覆いかぶせておくこと、により、圧雪層形成ユニット10内の密閉スペース20を一定温度および一定湿度の保持することが容易となるとともに、相対移動ユニット19により、圧雪層形成ユニット10を自走式に圧雪層形成面11に対して圧雪層形成面11の長手方向に沿って相対移動させるとしても、ビニールシート25の可撓性ゆえに、移動中の圧雪層形成ユニット10まわりのビニールシート25の部分だけが盛り上がり、それ以外のビニールシート25の部分は、略平らとなり、この盛り上がり部が、円滑に移動することが可能であるとともに、圧雪層形成ユニット10が位置する長手方向前後方向の圧雪層形成面11もビニールシート25で覆うことが可能であり、総じて、圧雪層形成ユニット10を圧雪層形成面11の長手方向に沿って相対移動させつつ、圧雪層形成面11への積雪および圧雪を完了することが可能である。
In this case, by covering the compressed snow
以上の工程により、圧雪層が形成されたら、目標厚みに向かって形成中の圧雪層の表面に対してタイヤを押し当てながら、タイヤおよび/またはインナードラムを回転すること、により、圧雪層の形成と、オンラインでタイヤの雪上試験に利用する。なお、試験タイヤ
はホイールリムをつけて所要の空気圧を充填したタイヤを用い、ホイールリムの軸孔に支持軸を挿入している。
この場合、インナードラムの内部温度を調整すること、により、圧雪層が形成される内周面の温度を調整する。
なお、ロードセル(図示せず)で検出した計測データは演算処理装置(図示せず)へ出力され、ここで計測データが記憶回路に取り込まれて演算処理されること、により、種々の条件下でのスリップ率、摩擦係数μ
などを算出すると、よく、また演算処理装置 には、演算処理した結果を表示する計測結果表示手段(図示せず)を付設してもよい。
When the snow layer is formed by the above steps, the snow layer is formed by rotating the tire and / or the inner drum while pressing the tire against the surface of the snow layer being formed toward the target thickness. And use it online for testing snow on tires. The test tire is a tire filled with a required air pressure with a wheel rim, and a support shaft is inserted into the shaft hole of the wheel rim.
In this case, by adjusting the internal temperature of the inner drum, the temperature of the inner peripheral surface on which the snow layer is formed is adjusted.
Note that measurement data detected by a load cell (not shown) is output to an arithmetic processing unit (not shown), where the measurement data is taken into a storage circuit and processed for processing under various conditions. Slip rate, friction coefficient μ
The calculation processing device may be provided with a measurement result display means (not shown) for displaying the result of the calculation processing.
以上の圧雪層の形成方法によれば、所定温度かつ所定湿度に管理した密閉スペース20内で、準備した雪を用いて目標厚さの圧雪層を形成する際、所定の含水率で含水させた雪を用いて、層の厚み全体に一様に圧雪のための面圧が及ぶように、1回に形成する圧雪層の厚みを制限したうえで、積層した雪の上面から圧雪層の形成予定面11に向かって所定の押圧力で面圧することにより、圧雪層内から空気を追い出し、圧雪層のかさ密度を増大するとともに、焼結作用を積極的に促進することにより、含水させた水を圧雪層の形成予定面11と雪粒、および雪粒同士の接着に利用し、圧雪が完了する時点で、含水させた水を氷結させることにより、圧雪層の硬度を増大することが可能であり、このような積層段階および圧雪段階を繰り返すことにより、目標厚さの圧雪層を効率的に形成することが可能である。
According to the above method for forming a snow layer, when forming the snow layer of the target thickness using the prepared snow in the sealed
以下に、本発明の第2実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、第1実施形態と、同様な構成要素には、同様な参照番号を付すること、により、その説明は省略し、本実施形態の特徴について、詳細に説明する。 The second embodiment of the present invention will be described in detail below. In the following description, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted, and the features of the present embodiment will be described in detail.
本実施形態に係る圧雪層の形成装置の特徴は、水平方向を中心に回転可能なインサイドドラム12の内周面に圧雪層を形成する点にあり、それに伴い、圧雪層の形成手順も若干異なる。
より詳細には、圧雪層形成装置10は、水平方向を中心に回転可能なインサイドドラム12の内部スペースに配置され、インサイドドラム12の内周面14に圧雪層Lを形成し、形成した圧雪層Lの上面27にタイヤを押し当てた状態で、インサイドドラム12を水平方向を中心に回転させること、により、タイヤの雪上試験を行うようにしている。
The feature of the apparatus for forming a snow layer according to the present embodiment is that a snow layer is formed on the inner peripheral surface of the
More specifically, the compressed snow
図14に示すように、インサイドドラム12は、円筒形状であり、ドラムを水平方向の軸線P1周りに回転可能に保持するドラム保持部28と、ドラム保持部28に付設したドラム回転駆動部30と、ドラム本体32の内周面14に形成した圧雪層形成面に対して試験タイヤの外周面を所要の荷重で接触させながら試験タイヤを水平方向の軸線周りに回転可能に支持する試験タイヤ保持部34と、タイヤ保持部に付設したタイヤ回転駆動部36と、を備えている。
As shown in FIG. 14, the
ドラムは鋼製で、内周面14が平滑面と、されたドラム本体32と、ドラム本体32の一端面を閉鎖する円板形状の背面壁38を備え、他端面は開口とし、開口の周縁に沿って内鍔部を設け、開口をたとえばビニルシート25で覆い、インサイドドラム12の内部を密閉スペースとしている。
図15に示すように、インサイドドラム12の内部に構成される密閉空間が、密閉スペース20を構成し、圧雪層形成ユニット10は、密閉スペース20内に配置される。
The drum is made of steel, and includes a drum
As shown in FIG. 15, the sealed space formed inside the
このように、第1実施形態においては、圧雪層形成装置10は、それ自体を自走式で、圧雪層形成面に対して相対移動させること、により、圧雪層形成面11に積雪した雪を圧雪していたのに対して、本実施形態においては、圧雪層形成装置10をそれ自体固定式にインサイドドラム12の内部に設け、圧雪層形成面11を内周面に設けるインサイドドラム12自体を、水平方向を中心に回転させることにより、内周面に積雪した雪を圧雪している。
このような構成によれば、第1実施形態に比べ、温度湿度管理スペースである密閉スペースを敢えて設けることなく、インサイドドラム12の内部を利用することが可能であるともに、たとえば、圧雪層形成面11をタイヤの雪上試験に利用する場合、圧雪層形成面11を必ずしも平面状に設ける必要がないので、圧雪層形成面11が長手方向に延びる形態に比べて、圧雪層形成面11を設けるスペースを大幅に削減することが可能である。
As described above, in the first embodiment, the snow
According to such a configuration, compared to the first embodiment, the inside of the
インサイドドラム12を利用して、圧雪層を形成する手順について、概略は、第1実施形態と、同様であり、インサイドドラム12に内周面全体に亘って積雪、その後圧雪させる場合、インサイドドラム12を連続的に回転させながら、圧送しながら雪を積層させつつ、圧雪してもよいし、あるいは、インサイドドラム12は回転させず、内周面のある部分に対して圧送しながら雪を積層させ、次いでインサイドドラム12を回転して、圧雪し、次いで、内周面の新たな部分に同様な操作を繰り返すことにより、内周面全体に圧雪面を形成するのでもよい。
The procedure for forming the compressed snow layer using the
この場合、インサイドドラム12の内周面に形成する圧雪層につなぎ目が生じるのを防止したい場合には、前者の手順が好ましく、圧雪層の雪質がかさ密度、あるいは硬度の点で不連続な状態を模擬したい場合には、後者の手順が好ましい。
特に後者の場合、インサイドドラム12の内周面に雪を数ミリ積層させた後に圧雪処理を行い、再度、積雪および圧雪を繰り返してもよいし、圧雪のみを間欠的に行い、積雪は連続的に行ってもよい。
In this case, in the case where it is desired to prevent a seam from forming in the compressed snow layer formed on the inner peripheral surface of the
In particular, in the latter case, the snow pressure treatment may be performed after stacking several millimeters of snow on the inner peripheral surface of the
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、圧雪層の形成装置をタイヤの雪上試験に適用する場合として説明したが、それに限定されることなく、圧雪層の雪質、すなわち硬度、かさ密度、場合により表面状態が重視される限り、滑り摩擦試験関係としては、冬用の靴の滑り防止試験、スキー、スノーボートの滑走性試験、あるいは寒冷地における「そり」を利用した移動体の試験、圧雪工程がなく含水した雪を敷き詰める技術として利用する場合には、含水状態の積雪用途として、鉄道車両が走行した際に、線路上の含水した雪が巻き上げられる現象があり、巻き上げられた雪が車両に付着し、この付着した雪が
はがれて後部に衝突したり、線路に敷き詰めた石に衝突すると石がはじかれて
石が後部を損傷したり、石が対抗車に衝突する雪害が生じる(バラスト現象という)ところ、この試験用に利用できる可能性がある。
The embodiments of the present invention have been described in detail above, but various modifications or changes can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, the apparatus for forming a snow-capped layer has been described as applied to a tire on-snow test. As far as importance is attached, the sliding friction test is related to winter shoes slip prevention test, skiing, snow boat sliding test, or mobile test using sledge in cold region, without snow pressure process and water content When using it as a technique to spread snow that has been covered, there is a phenomenon in which wet snow on a railroad is rolled up as a railway vehicle travels as a wet snow application, and the rolled up snow adheres to the vehicle. If the snow is peeled off and collides with the rear part, or if it collides with stones laid on the railroad, the stones are repelled and the stones are damaged at the rear part, or the snow damage is caused by the stones colliding with the opposing car. That ballast phenomenon) place, there is a possibility that can be used for this test.
たとえば、本実施形態において、圧雪層形成装置10は、相対移動ユニット19により、圧雪層形成面11の長手方向に沿って移動させながら、圧送工程、含水工程、積雪工程、および圧雪工程を行う場合を説明したが、それに限定されることなく、圧雪層形成装置10が相対移動ユニット19により圧雪層形成面11の長手方向所定位置に達したら、そこでいったん停止して、圧送工程、含水工程、積雪工程、および圧雪工程を行い、これらの工程が完了したら、圧雪層形成装置10の移動を開始し、これを繰り返してもよい。
For example, in the present embodiment, the compressed snow
たとえば、本実施形態において、氷粒等の人工雪を利用して、圧雪層の形成に利用する場合を説明したが、それに限定されることなく、自然雪を利用してもよいし、結晶の人工雪を利用してもよい。
たとえば、本実施形態において、単一の圧雪荷重板85をインサイドドラム12の内部に設けるものと、して説明したが、それに限定されること、なく、インサイドドラム12の内周面に沿って、互いに所定角度間隔を隔てて複数の圧雪荷重板85を設け、それぞれの圧雪荷重板85により積雪を圧雪してもよい。
たとえば、本実施形態において、目標厚みの圧雪層Lを形成した後に、圧雪層Lの表面に対してタイヤを押し当てながら、タイヤおよび/またはインサイドドラム12を回転すること、により、圧雪層Lの形成と、オフラインでタイヤの雪上試験に利用するものと、して説明したが、それに限定されること、なく、圧雪層Lの形成と、オンラインでタイヤの雪上試験に利用してもよい。
For example, in the present embodiment, the case where artificial snow such as ice particles is used to form a compressed snow layer has been described. However, the present invention is not limited to this, and natural snow may be used. Artificial snow may be used.
For example, in the present embodiment, it has been described that the single snow
For example, in the present embodiment, after the compressed snow layer L having the target thickness is formed, the tire and / or the
T 試験タイヤ
L 圧雪層
S 雪粒
10 圧雪層形成装置
11 圧雪層形成面
12 インサイドドラム
13 ローラー
14 内周面
16 雪生成ユニット
17 搬送管
18 含水ユニット
19 相対移動ユニット
20 密閉スペース
21 ケーシング
22 温度湿度制御ユニット
23 カーテン
24 雪圧送ユニット
25 破砕機
26 圧雪ユニット
27 上面
28 ドラム保持部
30 ドラム回転駆動部
32 ドラム本体
34 試験タイヤ保持部
36 タイヤ回転駆動部
38 背面壁
40 雪ホッパー
42 フィーダ
43 噴出ノズル
45 インバータ
46 ブロワ
48 水スプレー
50 含水率制御ユニット
52 層厚さ検出手段
54 硬度検出手段
56 水供給量調整手段
58 水タンク
59 ポンプ
63 流量計
66 サイクロン部
67 調整弁
68 固気分離空間
69 空気抜出管
71 抽出口
73 給気口
74 傾斜面
75 傾斜円板
76 湾曲面部
80 平面部
80 棒状部材
82 拡散領域
85 圧雪荷重板
87 付勢手段
88 レベル調整手段
90 圧雪部
93 雪面検出部
92 湾曲案内部
94 中実本体部
98 絡み合い部
101 回転ブラシ
103 検知手段
T Test tire L Snow layer
Claims (17)
圧雪層の形成予定面を取り囲む密閉スペースを所定温度かつ所定湿度に管理する段階と、
所定の含水率で雪に含水させる段階と、
密閉スペース内で、温度および湿度管理された圧雪層の形成予定面に含水した雪を供給して、雪を所定厚みにて積層させる段階と、
積層した雪の上面から圧雪層の形成予定面に向かって所定の押圧力で面圧しつつ、含水する水分を氷結させることにより、積層した雪を圧雪する段階と、を有し、
圧雪層が目標厚さに達するまで、前記積層段階および前記圧雪段階を繰り返し、それにより、圧雪層を形成する、ことを特徴とする圧雪層の形成方法。 Preparing the snow to be used to form the compressed snow layer;
Managing the sealed space surrounding the formation surface of the compressed snow layer at a predetermined temperature and a predetermined humidity;
A step of adding moisture to the snow at a predetermined moisture content;
Supplying the moisture-containing snow to the formation surface of the pressure snow layer whose temperature and humidity are controlled in a sealed space, and laminating the snow with a predetermined thickness;
A step of compressing the stacked snow by freezing moisture contained in water while pressing the surface with a predetermined pressing force from the upper surface of the stacked snow toward a formation planned surface of the compressed snow layer,
A method for forming a snow-capped layer, comprising: repeating the stacking step and the snow-capping step until a snow-capped layer reaches a target thickness, thereby forming the snow-capped layer.
前記含水段階および前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により微小氷を空気圧送しつつ、前記密閉スペース内で、圧送管の流出口において、流出口から流出する微小氷に対して水を噴霧させる、請求項1または請求項2に記載の圧雪層の形成方法。 The preparation step includes the steps of ice making, crushing the ice made into fine ice,
The water-containing step and the laminating step use an air-feed controlled at a predetermined temperature and a predetermined humidity to pneumatically feed micro ice by a pressure-feed tube, and in the sealed space, at the outlet of the pressure-feed tube, the outlet The method for forming a compressed snow layer according to claim 1 or 2, wherein water is sprayed on the fine ice flowing out from the water.
前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により含水済微小氷を空気圧送する、請求項1または請求項2に記載の圧雪層の形成方法。 The preparation step and the water-containing step include ice making and spraying water on the crushed ice while crushing the ice produced,
3. The method for forming a compressed snow layer according to claim 1, wherein the laminating step pneumatically feeds water-containing micro ice by a pressure feeding tube using pressure feeding air managed at a predetermined temperature and a predetermined humidity.
前記含水段階はおよび前記積層段階は、所定温度および所定湿度に管理された圧送空気を用いて、圧送管により自然雪を空気圧送しつつ、前記密閉スペース内で、圧送管の流出口において、流出口から流出する自然雪に対して水を噴霧させる、請求項1または請求項2に記載の圧雪層の形成方法。 The preparation stage uses natural snow,
In the water-containing step and the laminating step, natural air is pneumatically fed by a pressure-feed pipe using a pressure-feed air controlled at a predetermined temperature and a predetermined humidity, while flowing in the sealed space at the outlet of the pressure-feed pipe. The method for forming a compressed snow layer according to claim 1 or 2, wherein water is sprayed on the natural snow flowing out from the outlet.
インナードラムの内部に構成される密閉空間が、前記密閉スペースを形成する、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の圧雪層の形成方法。 The snow layer is formed on the inner peripheral surface of the inner drum that can rotate around the horizontal direction.
The method for forming a snow-capped layer according to any one of claims 1 to 11, wherein a sealed space formed inside the inner drum forms the sealed space.
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