JP4968008B2 - 加硫ゴムの動摩擦試験方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、加硫ゴムの動摩擦試験方法及びその装置に関し、更に詳しくは、被試験体から削り取られたゴム粉の飛散を防止しながら、ゴム粉の被試験体や試験路面への付着を抑制して高精度の試験結果を得られるようにした加硫ゴムの動摩擦試験方法及びその装置に関する。

一般に、タイヤの摩耗特性や動的特性を評価したり、或いはゴム試験片の摩耗特性を評価するための加硫ゴムの動摩擦試験は、ドラムやベルトなどの表面（以下、試験路面という）に被試験体を圧着し、被試験体と試験路面とを相対的に移動させて、被試験体の試験路面に対する摩耗状況や動的変化を測定することにより行われている。このような動摩擦試験では、試験路面と被試験体との摩擦により被試験体である加硫ゴムから削り取られたゴム粉が周辺に飛散して環境汚染の原因になったり、このゴム粉が被試験体や試験路面に付着して適正な試験結果が得られないという問題がある。

従来、この対策として、試験路面にタルクを散布したり、又はその懸濁液を散布しておくことにより、削り取られたゴム粉が被試験体や試験路面に付着し難くしたり、被試験体に向かって低温の風を送って削り取られたゴム粉を冷却させることにより、ゴム粉が被試験体や試験路面に付着し難くするようにした提案がある（例えば、特許文献１、２参照）。

しかし、これらの提案では、タルクやゴム粉の大掛かりな回収装置が必要になり、特にタルクの懸濁液を散布した場合には、蒸発後の懸濁物が被試験体や試験路面に付着して高精度の試験結果が得られなくなったり、低温の送風を行った場合には、回収しきれないゴム粉により周囲の環境が悪化するという問題があった。
特開平７−１４６２１７号公報 特開２００５−１１４６０５号公報

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消するもので、被試験体から削り取られたゴム粉の飛散を防止しながら、ゴム粉の被試験体や試験路面への付着を抑制して高精度の試験結果を得られるようにした加硫ゴムの動摩擦試験方法及びその装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の加硫ゴムの動摩擦試験方法は、加硫ゴムからなる被試験体を試験路面に押圧すると共に、該被試験体と試験路面とを相対的に移動させることにより前記被試験体の摩耗特性及び／又は動的特性を測定する加硫ゴムの動摩擦試験方法において、前記被試験体と前記試験路面との境界近傍に、該境界近傍の雰囲気温度よりも５〜２０℃低い温度の非懸濁液を前記試験路面上の前記被試験体の下流側からミスト状に噴霧させるようにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記ミストの平均粒子径を１０μｍ以下にし、かつ最大粒子径を５０μｍ以下にする。
（２）前記非懸濁液の噴霧範囲を前記被試験体の相対移動方向に直交する方向の幅の１００〜１５０％の範囲にする。
（３）前記非懸濁液を水又はアルコールにする。
（４）前記被試験体を空気入りタイヤにする。

また、本発明の加硫ゴムの動摩擦試験装置は、加硫ゴムからなる被試験体と試験路面とを接触下に相対移動させて前記被試験体の摩耗特性及び／又は動的特性を測定する加硫ゴムの動摩擦試験装置において、前記被試験体と前記試験路面との境界近傍に向け、該境界近傍の雰囲気温度よりも５〜２０℃低い温度の非懸濁液をミスト状に噴霧させる噴霧器を備えると共に、該噴霧器を前記試験路面の下流側の上方に設置したことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（６）及び／又は（７）に記載するように構成することが好ましい。
（６）前記非懸濁液の噴霧範囲を前記被試験体の相対移動方向に直交する方向の幅の１００〜１５０％の範囲にする。
（７）タイヤ摩耗試験機に供する。

本発明によれば、被試験体と試験路面との境界近傍に周囲の雰囲気温度よりも低い温度の非懸濁液をミスト状の超微粒子にして噴霧させるようにしたので、この非懸濁液のミストがゴム粉を冷却することにより、ゴム粉の被試験体や試験路面への付着が抑制される。また、噴霧する液体の粒径が微小なため、試験路面や被試験体を濡らすことがなく、かつ噴霧されたミストが非懸濁液であることから、蒸発後は懸濁物が被試験体や試験路面に残存することがないため、高精度の試験結果を得ることを可能にする。しかも、冷却されたゴム粉は、自重により周囲への飛散が抑制されるので、大掛かりな集塵装置を設置することなしに環境汚染を防止することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による加硫ゴムの動摩擦試験装置の概略を示す説明図である。

図１に示す動摩擦試験装置では、被試験体１を空気入りタイヤとし、試験路面２を一対のプーリ３、３間に張られたフラットベルトからなる無限走行路面としている。図中４は噴霧器、５はゴム粉回収トレイを示している。

本発明の加硫ゴムの動摩擦試験方法は、加硫ゴムからなる被試験体１を試験路面２に押圧すると共に、この被試験体１と試験路面２とを相対的に移動させることにより被試験体１の摩耗特性や動的特性を測定することにより行われる。本発明では、この一連の試験方法において、被試験体１と試験路面２との境界近傍に、この境界近傍の雰囲気温度よりも低い温度の非懸濁液をミスト状の超微粒子にして噴霧させるようにしている。

これにより、噴霧された非懸濁液のミストがゴム粉を冷却することにより、ゴム粉の被試験体１や試験路面２への付着が抑制される。また、噴霧する液体の粒径が微小なため、試験路面２や被試験体１を濡らすことがなく、かつ噴霧されたミストが非懸濁液であることから、蒸発後は懸濁物が被試験体１や試験路面２に残存することがないため、高精度の試験結果を得ることを可能にする。しかも、冷却されたゴム粉は、自重により周囲への飛散が抑制されるので、大掛かりな集塵装置を設置することなしに環境汚染を防止することができる。

本発明における非懸濁液のミストは、ゴム粉の被試験体１や試験路面２への付着を防止する観点から、図１に示すように、試験路面２上の被試験体１の下流側から噴霧させるようにしている。さらに、非懸濁液の温度を被試験体１と試験路面２との境界近傍の雰囲気温度、具体的には被試験体１から３０〜５０ｃｍ程度離れた地点での雰囲気温度、よりも５〜２０℃、好ましくは５〜１０℃低い温度にしている。これにより、被試験体１から削り取られたゴム粉を効率よく冷却することができる。

本発明において、削り取られたゴム粉をさらに効率よく冷却する観点から、被試験体１の上流側から下流側に向かって冷気を送風することができる。さらに、ゴム粉の試験路面２への付着を防止するために、試験路面２の上面にタルクを散布することができる。

上述する非懸濁液のミストは、平均粒子径を１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とし、かつ最大粒子径が５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下となるに設定するとよい。これにより、ゴム粉を濡らすことなしに効率よく冷却することができる。ミストの平均粒子径が１０μｍ超になると、被試験体１や試験路面２が濡れて、試験精度が悪化する。

本発明において、上述する非懸濁液の噴霧範囲を被試験体２の相対移動方向（図１の左右の方向）と直交する方向の１００〜１５０％、好ましくは１００〜１２０％の範囲となるようにするとよい。これにより、ゴム粉の冷却効果を効率よく維持させることができる。非懸濁液の噴霧範囲を１５０％超にすると、被試験体１に当たらない霧の量が多くなり、無駄な噴霧が多くなると同時に、周囲の湿度を過度に上昇させることになるため、ゴム粉が被試験体１や試験路面２に付着し易くなる。

上述する非懸濁液としては、被試験体１や試験路面２に損傷を与えない液体であれば特に限定されるものではないが、蒸発後に懸濁物が残存しない液体、例えば水又はアルコールなどを使用するとよい。これにより、蒸発後に懸濁物が被試験体１や試験路面２に残存することがないので、高精度の試験結果を得ることを可能にする。

図１の実施形態では、被試験体１を空気入りタイヤとした場合を示したが、本発明の加硫ゴムの動摩擦試験方法により測定される被試験体１はこれに限られることなく、ゴム試験片の摩耗試験などにも広く適用される。また、被試験体１を空気入りタイヤとした場合には、タイヤ摩耗試験のほか、タイヤ耐久試験やコーナリング試験など多くの試験に適用される。すなわち、本発明の加硫ゴムの動摩擦試験方法は、試験を通じて被試験体１からゴム粉が発生する各種の試験に対して広く適用することができる。

本発明の加硫ゴムの動摩擦試験装置は、図１に例示するように、加硫ゴムからなる被試験体１と試験路面２とを接触下に相対移動させて被試験体１の摩耗特性や動的特性を測定する装置であって、被試験体１と試験路面２との境界近傍に向け境界近傍の雰囲気温度よりも低い温度の非懸濁液をミスト状に噴霧させる噴霧器４を備えていることを特徴としている。

ここで、試験路面２の上には、動摩擦試験用として接地摩擦を模擬するためのサンドペーパーが貼り付けられる場合があり、被試験体１が所定の押圧角度や押圧力で押し付けられるようになっている。また、試験路面２の下流側にはゴム粉回収トレイ５が設置され、試験路面２により削り取られた被試験体１のゴム粉を受け入れるようにしている。

本発明における噴霧器４の設置場所は、図１に示すように、試験路面２の下流側の上方にしており、この噴霧器４から走行する被試験体１と試験路面２との境界に向かって、周囲の雰囲気温度、具体的には被試験体１から３０〜５０ｃｍ程度離れた地点での温度、よりも５〜２０℃、好ましくは５〜１０℃低い温度の非懸濁液を噴霧させるようにしている。

これにより、噴霧器４から噴射された非懸濁液のミストが試験路面２により削り取られた被試験体１のゴム粉と一体になってゴム粉を濡らすことなしに効率よく冷却するようにしている。このようにして冷却されたゴム粉は、被試験体１に付着することなしに試験路面２に向かって落下した後、下流側に移送されて、試験路面２上に付着することなしにゴム粉回収トレイ５の中に回収される。したがって、大掛かりな集塵装置を設置することなしに、ゴム粉の周囲への飛散をなくして環境汚染を防止することができる。

本発明において、ゴム粉の濡れを抑制する観点から、非懸濁液の噴霧範囲を被試験体２の相対移動方向に直交する方向の幅の１００〜１５０％、好ましくは１００〜１２０％の範囲となるようにするとよい。これにより、周囲の湿度の過度な上昇によるゴム粉の濡れを抑制して、ゴム粉の被試験体１や試験路面２への付着を効率よく防ぐことができる。さらに好ましくは、加硫ゴムの動摩擦試験装置の周辺に除湿装置を設置するとよい。

図１の実施形態では、試験路面２がフラットベルトからなる無限走行路面である場合を示したが、試験路面２を回転するドラムの外周面からなる無限走行路面とする場合がある。本発明の加硫ゴムの動摩擦試験装置は、加硫ゴムの物性を調べるためのゴム試験片を被試験体とするゴム摩耗試験機やタイヤのトレッド面の摩耗状況を調べるためのタイヤ摩耗試験機として好ましく適用されるほか、タイヤの動的特性を調べるためのタイヤ耐久試験機やコーナリング試験機などにも広く適用される。

上述するように、本発明の加硫ゴムの動摩擦試験方法及びその装置は、被試験体２と試験路面１との境界近傍に周囲の雰囲気温度よりも低い温度の非懸濁液をミスト状の微細な粒子にして噴霧させることにより、被試験体２から削り取られたゴム粉を濡らすことなしに効率よく冷却し、ゴム粉の被試験体２や試験路面１への付着を防いで高精度の試験結果を得ることを可能にするもので、簡単な構成でありながら、大掛かりな集塵装置を設置することなしにゴム粉の周囲への飛散を防ぎ、環境汚染を生じさせることがないことから、加硫ゴムの動摩擦試験を行う際に広く利用することができる。

タイヤサイズ２４５／４０ＺＲ１８ ９３Ｗの空気入りタイヤを被試験体として、空気圧２３０ｋＰａ，荷重５ｋＮ，室温２５℃の条件下で、実験室内に設置した図１に示す加硫ゴムの動摩擦試験装置を使用して、非懸濁液のミストを噴霧した場合（実施例）と噴霧しない場合（従来例）とのそれぞれにおいて、断続的に制駆動及びすべり角を加えた状態で６０ｋｍ／ｈに相当する回転数で約２００ｋｍ走行させるタイヤ摩耗試験を行った。なお、噴霧する非懸濁液には水を使用し、ミストの平均粒子径を８μｍ、液温を２０℃とした。なお、被試験体（空気入りタイヤ）と試験路面（フラットベルト）との境界近傍における雰囲気温度は３０℃であった。

走行後の空気入りタイヤのトレッド面を観察したところ、非懸濁液のミストを噴霧した場合（実施例）のトレッド面は表面がサラサラであって、実車走行とほぼ同じ表面形態を示していたのに対して、非懸濁液のミストを噴霧しない場合（従来例）のトレッド面は表面がベトベトしており、実車走行とは異なる表面形態を示していた。

この結果より、非懸濁液のミストを噴霧した実施例の場合には、試験路面により削り取られたゴム粉が試験路面やトレッド面に再付着するがことなく、実車走行とほぼ同じレベルにより適正なタイヤ摩耗試験が行えることを確認した。

本発明の実施形態による加硫ゴムの動摩擦試験装置の概要を示す説明図である。

符号の説明

１ 試験路面
２ 被試験体
３ プーリ
４ 噴霧器
５ ゴム粉回収トレイ

Claims (8)

1. 加硫ゴムからなる被試験体を試験路面に押圧すると共に、該被試験体と試験路面とを相対的に移動させることにより前記被試験体の摩耗特性及び／又は動的特性を測定する加硫ゴムの動摩擦試験方法において、
   前記被試験体と前記試験路面との境界近傍に、該境界近傍の雰囲気温度よりも５〜２０℃低い温度の非懸濁液を前記試験路面上の前記被試験体の下流側からミスト状に噴霧させるようにした加硫ゴムの動摩擦試験方法。
2. 前記ミストの平均粒子径が１０μｍ以下であり、かつ最大粒子径が５０μｍ以下である請求項１に記載の加硫ゴムの動摩擦試験方法。
3. 前記非懸濁液の噴霧範囲を前記被試験体の相対移動方向に直交する方向の幅の１００〜１５０％の範囲とした請求項１又は２に記載の加硫ゴムの動摩擦試験方法。
4. 前記非懸濁液が水又はアルコールである請求項１、２又は３に記載の加硫ゴムの動摩擦試験方法。
5. 前記被試験体が空気入りタイヤである請求項１、２、３又は４に記載の加硫ゴムの動摩擦試験方法。
6. 加硫ゴムからなる被試験体と試験路面とを接触下に相対移動させて前記被試験体の摩耗特性及び／又は動的特性を測定する加硫ゴムの動摩擦試験装置において、
   前記被試験体と前記試験路面との境界近傍に向け、該境界近傍の雰囲気温度よりも５〜２０℃低い温度の非懸濁液をミスト状に噴霧させる噴霧器を備えると共に、該噴霧器を前記試験路面の下流側の上方に設置した加硫ゴムの動摩擦試験装置。
7. 前記非懸濁液の噴霧範囲を前記被試験体の相対移動方向に直交する方向の幅の１００〜１５０％の範囲とした請求項６に記載の加硫ゴムの動摩擦試験装置。
8. タイヤ摩耗試験機である請求項６又は７に記載の加硫ゴムの動摩擦試験装置。

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