JP4343791B2 - Vulcanized rubber wear test method - Google Patents
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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。 The present invention relates to a vulcanized rubber abrasion test method, and more particularly to a vulcanized rubber abrasion test method suitable for a flexible rubber (for example, an elastic modulus at 300% elongation of 7 MPa (room temperature) or less).
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)。
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。
However, when a rubber test is performed using a conventional abrasion tester, the following problems occur.
(1) When a grindstone or a safety walk is used as a friction member (road surface), rubber wear powder adheres to these surfaces, and the friction member surface changes during measurement. End up.
(2) Wearing a soft rubber with an anti-adhesive agent such as sand or talc that prevents the rubber from adhering can prevent the rubber from adhering to the friction member. This causes variations in the amount of wear.
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。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a vulcanized rubber wear test method having excellent reproducibility.
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。 The invention according to claim 1 is a vulcanized rubber wear test method in which a test piece made of vulcanized rubber and a friction member are pressed while rotating to wear the vulcanized rubber. It is characterized in that a friction member is used in which only protrusions that taper toward the outer side in the radial direction are arranged on the outer peripheral surface that comes into contact.
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。 In the wear test method according to the first aspect, the test piece made of vulcanized rubber and the friction member are pressed while rotating to wear the vulcanized rubber.
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。 Since only the protrusions that taper toward the outer side in the radial direction are disposed on the outer peripheral surface of the friction member, the worn rubber powder is difficult to catch on the outer peripheral surface, and even if it is caught, it is easy to remove. Therefore, the outer peripheral surface of the friction member hardly changes during the test, and a test with excellent reproducibility can be performed.
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。 The invention according to claim 2 is the vulcanized rubber wear test method according to claim 1, wherein an adhesion inhibitor for preventing adhesion of rubber is not adhered to the vulcanized rubber and the friction member. It is characterized by that.
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。 Since the wear test is performed without using an adhesion preventive agent, there is no problem with the prior art that the amount of wear varies when the adhesion preventive agent sinks into the test piece.
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。 According to a third aspect of the present invention, in the wear test method for a vulcanized rubber according to the first or second aspect, the friction member includes a plurality of chevron-shaped protrusions extending in the axial direction in the circumferential direction. It is characterized by being.
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。 The vulcanized rubber can be worn by arranging a plurality of angle-shaped protrusions extending along the axial direction on the outer peripheral surface of the friction member.
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。 Note that by arranging a plurality of chevron-shaped protrusions in the circumferential direction, the outer peripheral portion of the friction member has a triangular wave shape, a sine wave shape or the like.
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。 According to a fourth aspect of the present invention, in the wear test method for vulcanized rubber according to the first or second aspect, the friction member includes a plurality of quadrangular pyramid-shaped protrusions arranged in the axial direction and the circumferential direction. It is characterized by that.
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。 The vulcanized rubber can be worn by arranging a plurality of quadrangular pyramidal protrusions in the axial direction and circumferential direction on the outer peripheral surface of the friction member.
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。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vulcanized rubber wear test method according to the first or second aspect, the friction member includes a plurality of hemispherical protrusions arranged in the axial direction and the circumferential direction. It is characterized by that.
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。 The vulcanized rubber can be worn by arranging a plurality of hemispherical protrusions on the outer peripheral surface of the friction member in the axial direction and the circumferential direction.
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。 The invention according to claim 6 is the vulcanized rubber wear test method according to any one of claims 1 to 5, wherein the protrusion has a maximum height in a range of 0.3 to 10 mm, The minimum width is in the range of 0.3 to 10 mm.
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。 When the maximum height of the protrusion is less than 0.3 mm, the input to the rubber is small and it is difficult to wear.
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。 When the maximum height of the protrusion exceeds 10 mm, the protrusion apex angle becomes too acute, and the test piece is input in the form of a crack (scratching), and the wear form is greatly different.
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。 When the minimum width of the protrusion is less than 0.3 mm, the protrusion is too fine, and the input to the rubber is small and is difficult to wear.
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。 When the minimum width of the protrusion exceeds 10 mm, the width between the protrusion vertices becomes too large, and there is a possibility that the test piece is not contacted.
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。 Therefore, the protrusion preferably has a maximum height in the range of 0.3 to 10 mm and a minimum width in the range of 0.3 to 10 mm.
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。 According to a seventh aspect of the present invention, in the friction method for a vulcanized rubber according to any one of the first to sixth aspects, the friction member has a contact surface with the vulcanized rubber made of a metal or ceramic. , And at least one of synthetic resins.
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。 The reason why the contact surface of the friction member with the vulcanized rubber is formed of at least one of metal, ceramic and synthetic resin is to suppress the friction member from being worn as much as possible. When the safety walk is used, the friction member is worn and cannot be reused.
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。 As described above, according to the vulcanized rubber abrasion test method of the present invention, there is an excellent effect that the vulcanized rubber abrasion test having excellent reproducibility can be performed.
[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。
[First Embodiment]
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is a side view of a
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。
The
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。
A
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。
The
なお、取付部16も図示しない駆動装置により回転される。
Note that the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
As the material of the
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。
The material of the
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。
The
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。
Here, the
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。
Further, the circumferential arrangement of the
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。
Further, the
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。
The
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。
Further, the outer peripheral surface of the
(Function)
Next, a test method using this
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。
First, a rubber test piece (for example, an elastic modulus at 300% elongation of 7 MPa (room temperature) or less) 14 is attached to the
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。
At this time, the rubber adhesion preventing agent or the like used in the conventional test is not attached to the
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。
According to the abrasion tester of this embodiment, the
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。
Further, since the
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
Hereinafter, an example of preferable test conditions when a flexible rubber test is performed will be described.
Test load: 1.0-10.0 kgf
Drum (road surface) rotation speed: 50 to 250 rpm
Rubber test piece rotation speed: 50-250 rpm
Test time: 10 to 120 sec
The test load, drum rotation speed, rubber test piece rotation speed, and test time vary depending on the rubber test piece.
(Test example)
In order to confirm the effect of the present invention, the wear and wear test method of the present invention, the conventional wear and wear test method, and the actual vehicle wear test were compared.
(A) Test conditions by abrasion tester Drum (road surface) material: Iron protrusion: Triangular protrusion extending in the axial direction (see FIG. 2)
479 projections are arranged for a height of 1.0 mm, a bottom width of 1.0 mm, a spacing of 1.0 mm, and a drum circumference of 958 mm.
Test load: 3.5kgf
Drum rotation speed: 200rpm
Rubber test piece rotation speed: 125rpm
Test time 30 sec
Non-adhesive agent test piece: Six samples were used. The amounts of rubber, sulfur, vulcanization accelerator, and carbon (parts by weight) of the sample are as described in Table 1 below.
(B) Test conditions based on actual vehicle test Vehicle: Taxi Traveling distance: 5000 km
Tire size: 185 / 70R14
(C) Evaluation method
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。
Abrasion amount (g) = initial sample weight (g) −post-measurement sample weight (g)
When the result of the test method of the present invention and the result of the actual vehicle wear resistance test were plotted, a correlation coefficient R = 0.93 was obtained.
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。 As a result, according to the wear test method of the present invention, the wear of rubber by an actual vehicle can be accurately predicted from the result of the wear tester.
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。 In addition, in the conventional test method, since the anti-adhesive agent was absorbed into the test piece, a quantitative evaluation result could not be obtained, and a correlation with the actual vehicle result could not be obtained.
10 摩耗試験機
12 研磨ドラム(摩擦部材)
22 突起
10
22 Protrusions
Claims (7)
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。 A vulcanized rubber wear test method in which a test piece made of vulcanized rubber and a friction member are pressed while rotating to wear the vulcanized rubber,
A vulcanized rubber wear test method, characterized in that a friction member in which only protrusions having a taper shape toward the outer side in the radial direction are arranged on an outer peripheral surface in contact with the vulcanized rubber.
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