JP5534587B2 - Rubber testing machine - Google Patents

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Description

本発明はゴム試験機に関し、詳しくは、加硫ゴムの摩耗試験を行うためのゴム試験機、特には、自動車タイヤ用加硫ゴムの摩耗試験を行うためのゴム試験機に関する。   The present invention relates to a rubber testing machine, and more particularly, to a rubber testing machine for performing a wear test of vulcanized rubber, and more particularly to a rubber testing machine for performing a wear test of vulcanized rubber for automobile tires.

従来より、加硫ゴムの摩耗試験を行うための装置として、ランボーン試験機が知られている(JIS K6264)。ランボーン試験機は、円盤状の加硫ゴムからなる試験片と、円盤状の砥石または擬似路面とを、それぞれ独立して定められた回転数で回転させながら、試験片を砥石または擬似路面の外周面に押し付けるとともに、互いにスリップさせることにより試験片を摩耗させ、一定時間後に摩耗量を測定するものである。   Conventionally, a lambone tester is known as an apparatus for performing a vulcanized rubber abrasion test (JIS K6264). The Lambourn tester rotates a test piece made of a disc-shaped vulcanized rubber and a disc-shaped grindstone or a simulated road surface at an independently determined number of revolutions while rotating the test piece on the outer circumference of the grindstone or the simulated road surface. The test pieces are worn by being pressed against the surface and slipping each other, and the amount of wear is measured after a certain time.

また、ランボーン試験機において、ゴム試験片が砥石または擬似路面に対して一定のスリップ率となるよう回転させたときの試験片にかかる摩擦力を検出し、検出された摩擦力の各々とスリップ率とに基づいて定義される摩擦エネルギーから、ゴム摩耗度を測定する方法も公知である(特許文献1参照)。この測定方法では、路面とゴムとをいずれも軸を中心に回転可能に形成して、互いに曲面同士で接触させ、検出される前後力およびスリップ率より近似的に得られる摩擦エネルギー(=すべり距離×摩擦力)から、ゴム摩耗度を求めている。   Also, in the Lambourn tester, the friction force applied to the test piece when the rubber test piece is rotated so as to have a constant slip rate with respect to the grindstone or the simulated road surface is detected, and each detected friction force and the slip rate are detected. A method of measuring the degree of rubber wear from the friction energy defined based on the above is also known (see Patent Document 1). In this measurement method, both the road surface and rubber are formed so as to be rotatable about an axis, are brought into contact with each other on curved surfaces, and friction energy (= slip distance) obtained approximately from the detected longitudinal force and slip ratio X Friction force) to determine the degree of rubber wear.

これに対し、より精確なゴム摩耗度を評価することが可能なゴム試験機として、タイヤなどの実際の製品が摩耗する際の挙動を再現して試験を行うゴム試験機が提案されている(特許文献2参照)。この技術によれば、ゴムと路面とが接触して摩耗が生ずる際のゴムの粘着状態およびすべり状態を作り出すことによって、実際にゴムが摩耗する際の摩耗状況をより精度良く再現することができる。   On the other hand, as a rubber testing machine capable of evaluating a more accurate degree of rubber wear, a rubber testing machine that reproduces a behavior when an actual product such as a tire is worn has been proposed ( Patent Document 2). According to this technology, by creating an adhesive state and a slip state of rubber when the rubber and the road surface come into contact with each other, it is possible to more accurately reproduce the wear state when the rubber is actually worn. .

特開平11−326169号公報JP-A-11-326169 特開2009−198276号公報(特許請求の範囲等)JP 2009-198276 A (Claims etc.)

上記特許文献2に係るゴム試験機によれば、タイヤなどの実際の製品が摩耗する際のゴムの挙動を精度良く再現して、実際の摩耗結果に精度よく対応するゴム摩耗度の測定値を得ることが可能である。しかしながら、かかる特許文献2のゴム試験機においても、再現可能なタイヤの摩耗状況には限界があるため、より実車走行時における摩耗状況に近い、精確なゴム摩耗度を評価できるとともに、より実車走行時に近い摩耗形態を再現することが可能なゴム試験機の実現が求められていた。   According to the rubber testing machine according to Patent Document 2, the behavior of rubber when an actual product such as a tire is worn is accurately reproduced, and the measured value of the rubber wear degree corresponding to the actual wear result is accurately obtained. It is possible to obtain. However, even in the rubber testing machine of Patent Document 2, since there is a limit to the reproducible tire wear situation, it is possible to evaluate an accurate degree of rubber wear that is closer to the wear situation during actual vehicle travel, and more to actual vehicle travel. The realization of a rubber testing machine capable of reproducing a wear form that is close to the occasion has been demanded.

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、実際の摩耗時におけるゴムの挙動をより高精度に再現することができ、これにより、測定されるゴム摩耗度および摩耗形態を、実際の摩耗結果に、より精度良く対応させることが可能なゴム試験機を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to reproduce the behavior of rubber during actual wear with higher accuracy. An object of the present invention is to provide a rubber testing machine capable of responding to the results with higher accuracy.

本発明者は鋭意検討した結果、以下のような点を見出した。すなわち、タイヤなどの実際の製品が摩耗する際には、ゴムと路面との接地時間はタイヤのサイズや構造によって決まり、例えばトレッドゴムの種類のみを変更した2つのタイヤを同じ条件で走行させた場合に、接地時間が大きく異なることはない。しかしながら、従来のランボーン試験機や特許文献1,2に示すような試験機でゴム試験片の試験を行う場合には、同じ速度条件下であっても、図5に示すように、ゴムの種類、例えば硬さを変えると、接触時間が大きく異なることとなり、かかる従来のゴム試験機においては、この点で再現可能なタイヤのトレッドブロックの挙動に限界があったと考えられる。これは、実際の製品が複合材料からなる空気入りの構造であるのに対して、ゴム試験片は試験機の回転軸等に直結された構造であることに起因している。   As a result of intensive studies, the present inventors have found the following points. In other words, when an actual product such as a tire is worn, the contact time between the rubber and the road surface is determined by the size and structure of the tire. For example, two tires with different tread rubber types are run under the same conditions. In this case, the grounding time does not vary greatly. However, when a rubber test piece is tested with a conventional Lambone tester or a tester such as those shown in Patent Documents 1 and 2, the type of rubber as shown in FIG. For example, when the hardness is changed, the contact time varies greatly, and in such a conventional rubber testing machine, it is considered that there is a limit to the behavior of the tire tread block that can be reproduced in this respect. This is because the actual product has a pneumatic structure made of a composite material, whereas the rubber test piece has a structure directly connected to a rotating shaft or the like of the testing machine.

かかる観点から、本発明者はさらに検討した結果、ゴム試験機に、ゴム試験片と路面等との接触時間の調整機構を設けることで、ゴム試験片の形状やゴム物性に依存せずに同一条件下で試験を行うことができ、これにより、実際にゴムが摩耗する際の摩耗状況をより高精度に再現することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。   From this point of view, the present inventors have further studied, and as a result, the rubber tester is provided with a mechanism for adjusting the contact time between the rubber test piece and the road surface, etc. The test can be performed under the conditions, and it has been found that the wear situation when the rubber is actually worn can be reproduced with higher accuracy, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、砥石または擬似路面にゴム試験片を押し付けて、該ゴム試験片の試験を行うゴム試験機であって、
前記ゴム試験片と前記砥石または擬似路面との接触時間の制御機構を備え、該接触時間の制御機構が、該ゴム試験片と該砥石または擬似路面とが接触する時間を計測する計測手段を備え、かつ、該ゴム試験片の押し付け速度を、該計測された接触時間と設定値とが等しくなるよう制御することを特徴とするものである。
That is, the present invention is a rubber testing machine for testing a rubber test piece by pressing a rubber test piece on a grindstone or a pseudo road surface,
A control mechanism for a contact time between the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface is provided, and the control mechanism for the contact time includes a measuring means for measuring a time during which the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface are in contact with each other. And, the pressing speed of the rubber test piece is controlled so that the measured contact time is equal to the set value.

本発明においては、前記ゴム試験片の前記砥石または擬似路面に対する押し付けとともに、該ゴム試験片と該砥石または擬似路面との、押し付け方向に直交する方向の相対位置を変化させて、前記ゴム試験片に前記砥石または擬似路面に対する粘着および/またはすべりを与えることが好ましい。また、本発明のゴム試験機は、前記ゴム試験片の押し付け荷重の制御機構を備えることが好ましい。   In the present invention, the rubber test piece is pressed against the grindstone or the pseudo road surface, and the relative position of the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface in the direction perpendicular to the pressing direction is changed. It is preferable to provide adhesion and / or slip to the grindstone or simulated road surface. Moreover, it is preferable that the rubber testing machine of this invention is equipped with the control mechanism of the pressing load of the said rubber test piece.

さらに、本発明においては、前記接触時間の制御機構が、前記ゴム試験片の押し付け方向における位置を、時間軸に対し正弦波、変形正弦波またはパルス波形状をなすよう制御することが好ましい。本発明において、前記ゴム試験片の押し付け方向における位置の制御は、アクチュエータおよびモータを用いて行うことができる。
In the present invention, it is preferable that the contact time control mechanism controls the position of the rubber test piece in the pressing direction so as to form a sine wave, a modified sine wave, or a pulse wave shape with respect to the time axis. In the present invention, the position of the rubber test piece in the pressing direction can be controlled using an actuator and a motor.

本発明のゴム試験機は、前記砥石または擬似路面との間で前記ゴム試験片を摩耗させて、該砥石または擬似路面と該ゴム試験片との間の摩擦力を測定する、摩耗試験機として好適に使用可能である。また、本発明においては、前記ゴム試験片および前記砥石または擬似路面の双方の位置を、互いに独立に変動させることが好ましく、これにより、タイヤのトレッドブロックの接地から蹴り出しまでの現象を再現することができる。   The rubber testing machine of the present invention is an abrasion testing machine that wears the rubber test piece between the grindstone or the simulated road surface and measures the frictional force between the grindstone or simulated road surface and the rubber test piece. It can be suitably used. Further, in the present invention, it is preferable that the positions of both the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface are varied independently of each other, thereby reproducing the phenomenon from the contact of the tire tread block to the kicking-out. be able to.

本発明によれば、上記構成としたことにより、タイヤなどの実際の製品が摩耗する際のゴムの挙動をより高精度に再現することができ、これにより、測定されるゴム摩耗度および摩耗形態を、実際の摩耗結果に、より精度良く対応させることが可能なゴム試験機を実現することが可能となった。   According to the present invention, the above configuration makes it possible to more accurately reproduce the behavior of rubber when an actual product such as a tire is worn, thereby measuring the degree of rubber wear and the form of wear to be measured. Thus, it has become possible to realize a rubber testing machine that can more accurately correspond to actual wear results.

本発明のゴム試験機の一構成例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one structural example of the rubber testing machine of this invention. ゴム試験片と砥石または擬似路面との接触時間の制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control of the contact time of a rubber test piece and a grindstone or a pseudo road surface. ゴム試験片の、押し付け方向における位置の変動の軌跡を示すグラフである((a)正弦波、(b)変形正弦波または(c)パルス波)。It is a graph which shows the locus | trajectory of the fluctuation | variation of the position in the pressing direction of a rubber test piece ((a) sine wave, (b) deformation | transformation sine wave or (c) pulse wave). ゴム試験片と砥石または擬似路面との間の接触状態の推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows transition of the contact state between a rubber test piece and a grindstone or a pseudo road surface. ゴム試験片の押し付け速度と、砥石または擬似路面に対する接触時間との関係を、相対的に硬度の相違する硬ゴムと軟ゴムとの比較において示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressing speed of a rubber test piece, and the contact time with respect to a grindstone or a pseudo road surface in the comparison with the hard rubber and soft rubber from which hardness differs relatively. モータの回転運動をゴム試験片の上下運動に変換するためのリンク機構の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the link mechanism for converting the rotational motion of a motor into the vertical motion of a rubber test piece.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1に、本発明のゴム試験機の一構成例の概略説明図を示す。図示するように、本発明のゴム試験機は、砥石または擬似路面(以下、単に「路面」ともいう)11にゴム試験片1を押し付けて、このゴム試験片1の試験を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, the schematic explanatory drawing of one structural example of the rubber testing machine of this invention is shown. As shown in the figure, the rubber tester of the present invention tests the rubber test piece 1 by pressing the rubber test piece 1 against a grindstone or a pseudo road surface (hereinafter also simply referred to as “road surface”) 11.

本発明のゴム試験機は、ゴム試験片1と路面11との接触時間の制御機構を備えている点に特徴がある。これにより、ゴム試験片1の形状およびゴム物性に依存せずに、ゴム試験片1と路面11との接触時間を制御することができ、同じ接地時間の条件で試験を行うことが可能となる。したがって、かかる本発明のゴム試験機によれば、実際にゴムが摩耗する際の摩耗状況をより高精度に再現した状態で、ゴム試験片1の試験を行うことができ、すなわち、異なるゴム種を、実際と同様の同一条件下で試験に供することが可能となる。   The rubber testing machine of the present invention is characterized in that a control mechanism for the contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 is provided. Thus, the contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 can be controlled without depending on the shape and rubber physical properties of the rubber test piece 1, and the test can be performed under the same grounding time conditions. . Therefore, according to the rubber testing machine of the present invention, the rubber test piece 1 can be tested in a state where the wear situation when the rubber is actually worn is reproduced with higher accuracy, that is, different rubber types. Can be subjected to the test under the same conditions as in actual use.

本発明において、上記接触時間の制御機構としては、その具体的構成には特に制限はない。例えば、接触時間の制御機構が、ゴム試験片1と路面11とが接触する時間を計測する計測手段を備えるものとして、図2に示すように、ゴム試験片1の押し付け速度を、計測された接触時間(計測値)と、あらかじめ設定した接触時間(設定値)とが等しくなるよう制御する手法を用いることができる。ここで、ゴム試験片1と路面11との接触時間は、実際の製品タイヤにおいては接地時間に相当する。この場合、まず、ゴム試験片1の路面11に対する押し付け荷重、および、ゴム試験片1と路面11との接触時間を代表値として入力して、ゴム試験機の動作を開始させる。次いで、ゴム試験片1と路面11との実際の接触時間を計測し、得られた計測値と接触時間の設定値とを比較して、計測値と設定値とが一致しなければ押し付け速度を調整することを繰り返す。そして、計測値と設定値とが一致したところで、摩耗試験を開始するものとする。このようにして押し付け速度を制御することで、ゴム試験片1の形状およびゴム物性に依存せずに、常に同じ接地時間の条件で試験を行うことが可能となる。   In the present invention, the specific structure of the contact time control mechanism is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, the pressing speed of the rubber test piece 1 was measured, assuming that the contact time control mechanism includes a measuring unit that measures the time for which the rubber test piece 1 and the road surface 11 are in contact with each other. A method of controlling the contact time (measured value) and the preset contact time (set value) to be equal can be used. Here, the contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 corresponds to the contact time in an actual product tire. In this case, first, the pressing load of the rubber test piece 1 against the road surface 11 and the contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 are input as representative values to start the operation of the rubber tester. Next, the actual contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 is measured, the obtained measurement value is compared with the set value of the contact time, and if the measured value and the set value do not match, the pressing speed is set. Repeat the adjustment. Then, the wear test is started when the measured value matches the set value. By controlling the pressing speed in this way, it is possible to always perform the test under the same grounding time condition without depending on the shape of the rubber test piece 1 and the rubber physical properties.

また、上記接触時間の制御機構においては、図3(a)〜(c)に示すように、ゴム試験片1の押し付け方向における位置を、時間軸に対し正弦波、変形正弦波またはパルス波形状をなすよう制御するものとしてもよい。ゴム試験片1の押し付け方向における位置の制御はアクチュエータおよびモータを用いて行うことができるので、かかるアクチュエータおよびモータを高精度に制御することによって、ゴム試験片1を、図示するように正弦波、変形正弦波またはパルス波に沿う上下運動をするよう制御することができる。また、上記モータの回転運動をゴム試験片1の上下運動に変換するためのリンク機構を特殊なものにすることによっても、ゴム試験片1の上下運動を、図示するような正弦波、変形正弦波またはパルス波に沿うものとすることができる。例えば、図6(a)に示すようなリンク機構を用いれば、ゴム試験片の軌跡は図中(c)に示す正弦波に従うものとなる。また、図6(b)に示すようなリンク機構を用いれば、ゴム試験片の軌跡は図中(d)に示す変形正弦波に従うものとなる。なお、図中の符号21A,21Bはカム、22はモータ軸、23は治具(ホルダ)、24はガイドレールをそれぞれ示し、モータ軸22の回転に伴いカム21A,21Bを回転させて治具23をガイドレール24に沿って上下させることで、ゴム試験片1を、正弦波ないし変形正弦波に従い上下運動させることができる。   Further, in the contact time control mechanism, as shown in FIGS. 3A to 3C, the position of the rubber test piece 1 in the pressing direction is a sine wave, a modified sine wave, or a pulse wave shape with respect to the time axis. It is good also as what controls to make. Since the position of the rubber test piece 1 in the pressing direction can be controlled by using an actuator and a motor, the rubber test piece 1 can be controlled to have a sine wave as shown by controlling the actuator and motor with high accuracy. It can be controlled to move up and down along the modified sine wave or pulse wave. Also, by making the link mechanism for converting the rotational movement of the motor into the vertical movement of the rubber test piece 1, the vertical movement of the rubber test piece 1 can be changed into a sine wave and a modified sine as shown in the figure. It can be along a wave or pulse wave. For example, if a link mechanism as shown in FIG. 6A is used, the locus of the rubber test piece follows a sine wave shown in FIG. If a link mechanism as shown in FIG. 6B is used, the locus of the rubber test piece follows the modified sine wave shown in FIG. In the figure, reference numerals 21A and 21B denote cams, 22 denotes a motor shaft, 23 denotes a jig (holder), and 24 denotes a guide rail. The cams 21A and 21B are rotated along with the rotation of the motor shaft 22, and the jig is rotated. By moving 23 up and down along the guide rail 24, the rubber test piece 1 can be moved up and down in accordance with a sine wave or a modified sine wave.

本発明のゴム試験機において、ゴム試験片1の形状およびゴム物性に依存しないで同一条件下で試験を行うためには、ゴム試験片1の押し付け速度の制御機構に加えて、ゴム試験片1の押し付け荷重の制御機構を備えることが好ましい。ゴム試験片1の路面11に対する押し付け荷重を一定値に設定した状態で、かつ、ゴム試験片1と路面11との接触時間をゴム試験片1ごとに制御することで、ゴム試験片1の形状およびゴム物性によらず、常に一定の試験条件とすることができ、実際の摩耗状況をより正確に反映した試験結果を得ることが可能となる。   In the rubber testing machine of the present invention, in order to perform the test under the same conditions without depending on the shape of the rubber test piece 1 and the rubber physical properties, in addition to the control mechanism for the pressing speed of the rubber test piece 1, the rubber test piece 1 It is preferable to provide a pressing load control mechanism. The shape of the rubber test piece 1 is controlled by controlling the contact time between the rubber test piece 1 and the road surface 11 for each rubber test piece 1 while the pressing load of the rubber test piece 1 on the road surface 11 is set to a constant value. Regardless of the physical properties of the rubber, the test conditions can always be constant, and it is possible to obtain test results that more accurately reflect actual wear conditions.

図示するゴム試験機において、砥石または擬似路面11は、ガイドレール12に沿って平面内を往復移動可能に構成され、また、ゴム試験片1は、治具(ホルダ)13により固定されて、ガイドレール14に沿って路面11に対し垂直方向に往復運動するように構成されている。これにより、ゴム試験片1および路面11の双方の位置を、互いに独立に変動させることができるので、ゴム試験片1の路面11に対する押し付けと、ゴム試験片1と路面11との、押し付け方向に直交する方向の相対位置の変化とを、それぞれ独立に制御することができ、タイヤのトレッドブロックが路面に踏み込んでから蹴り出す際(接地〜蹴り出し)の動作を再現するように、これら路面11およびゴム試験片1の双方の動きおよび位置を制御することができる。   In the rubber testing machine shown in the figure, a grindstone or a pseudo road surface 11 is configured to be reciprocally movable in a plane along a guide rail 12, and the rubber test piece 1 is fixed by a jig (holder) 13 to be guided. It is configured to reciprocate in the direction perpendicular to the road surface 11 along the rail 14. Thereby, since the position of both the rubber test piece 1 and the road surface 11 can be changed independently of each other, the rubber test piece 1 is pressed against the road surface 11 and the rubber test piece 1 and the road surface 11 are pressed in the pressing direction. The change in the relative position in the orthogonal direction can be controlled independently, and these road surfaces 11 are reproduced so as to reproduce the operation when the tread block of the tire is stepped on and then kicked out (grounding to kicking). And the movement and position of both rubber specimens 1 can be controlled.

本発明においては、特に、ゴム試験片1の路面11に対する押し付けとともに、ゴム試験片1と路面11との、押し付け方向に直交する方向の相対位置を変化させて、ゴム試験片1に路面11に対する粘着および/またはすべりを与えるものとすることが好ましい。ゴム試験片1に対し粘着および/またはすべりを付与することで、ゴム試験片1の摩耗時における挙動を、その粘着状態およびすべり状態を含む、実際により近い状態で再現することができる。したがって、かかるゴム試験機によれば、例えば、実車走行時におけるトレッドゴムの摩耗挙動を精度良くトレースしうるゴム摩耗試験(またはゴム摩擦試験、以下、本発明において「摩耗試験」と「摩擦試験」とは同義である)を行うことができ、これにより実車時のトレッドゴムのゴム摩耗度(摩耗量)を高精度で予想することが可能となる。   In the present invention, in particular, the rubber test piece 1 is pressed against the road surface 11 by changing the relative position of the rubber test piece 1 and the road surface 11 in the direction perpendicular to the pressing direction. It is preferable to provide adhesion and / or slip. By applying adhesion and / or slip to the rubber test piece 1, the behavior of the rubber test piece 1 at the time of wear can be reproduced in a state closer to the actual condition including the adhesion state and the slip state. Therefore, according to such a rubber testing machine, for example, a rubber abrasion test (or rubber friction test, hereinafter referred to as “abrasion test” and “friction test” in the present invention) that can accurately trace the wear behavior of the tread rubber during actual vehicle running. This makes it possible to predict the degree of rubber wear (amount of wear) of the tread rubber in an actual vehicle with high accuracy.

ここで、図1に示すゴム試験機を用いてゴム試験片1の試験を行った際におけるゴム試験片1の挙動について説明する。図4は、ゴム試験片1と路面11との間の接触状態の推移の一例を示す説明図である。図示する例では、ゴム試験片1を路面11に対し押し付けて、その位置を垂直方向下方に移動させながら、路面11の位置を水平方向右方に移動させている。すなわち、ゴム試験片1が垂直方向下方に移動して路面11に接触した直後は、ゴム試験片1はせん断変形しながら路面11に対し粘着して、路面11の移動に追随する(図中の(b),(c))。その後、ゴム試験片1のせん断変形の限界を超えると、ゴム試験片1と路面11との間で、粘着とともにすべりが生ずる(図中の(d))。さらに、ゴム試験片1の移動方向を垂直方向上方に変えると、ゴム試験片1と路面11との間は粘着がなくなってすべりのみになる(図中の(e))。このように、ゴム試験片1および路面11の双方の位置を、互いに独立に変動させることで、ゴム試験片1をせん断変形させつつ、ゴム試験片1に対し粘着および/またはすべりを付与することができる。なお、この場合、図示はしないが、ゴム試験片1のみを路面11に対し移動させて、ゴム試験片1に、路面11に対する粘着および/またはすべりを与え、また、せん断変形を生じさせることも可能である。   Here, the behavior of the rubber test piece 1 when the test of the rubber test piece 1 is performed using the rubber testing machine shown in FIG. 1 will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the transition of the contact state between the rubber test piece 1 and the road surface 11. In the illustrated example, the rubber test piece 1 is pressed against the road surface 11, and the position of the road surface 11 is moved rightward in the horizontal direction while moving the position downward in the vertical direction. That is, immediately after the rubber test piece 1 moves downward in the vertical direction and comes into contact with the road surface 11, the rubber test piece 1 adheres to the road surface 11 while shearing and follows the movement of the road surface 11 (in the drawing). (B), (c)). Thereafter, when the limit of the shear deformation of the rubber test piece 1 is exceeded, slip occurs together with adhesion between the rubber test piece 1 and the road surface 11 ((d) in the figure). Further, when the moving direction of the rubber test piece 1 is changed to the upper side in the vertical direction, the rubber test piece 1 and the road surface 11 are not sticked and only slip ((e) in the figure). As described above, by sticking and / or slipping the rubber test piece 1 while changing the position of both the rubber test piece 1 and the road surface 11 independently of each other, the rubber test piece 1 is subjected to shear deformation. Can do. In this case, although not shown, only the rubber test piece 1 is moved with respect to the road surface 11 to give the rubber test piece 1 adhesion and / or slip to the road surface 11 and to cause shear deformation. Is possible.

また、本発明のゴム試験機によるゴム摩耗試験は、具体的には、路面11との間でゴム試験片1を摩耗させて、路面11とゴム試験片1との間の摩擦力を測定することにより行うことができる。本発明においては、摩耗量が測定可能であるのみならず、上述のようにゴム試験片1が摩耗する際の粘着状態およびすべり状態についても再現可能であって、従来法のようにスリップ率一定ではなくタイヤと同じかそれに近いスリップ率で、摩耗時においてゴム試験片1と路面11との間で生ずるすべり距離および摩擦力をそれぞれ直接測定することが可能であるので、すべり距離×摩擦力により定義される摩耗エネルギーを直接算出することができる。また、ゴム試験片1を、路面11に対しタイヤと同じメカニズムで接地させて摩耗させることができるので、結果として、実車予測性を著しく向上することが可能となる。   In the rubber abrasion test by the rubber testing machine of the present invention, specifically, the rubber test piece 1 is worn between the road surface 11 and the frictional force between the road surface 11 and the rubber test piece 1 is measured. Can be done. In the present invention, not only the wear amount can be measured, but also the adhesive state and the sliding state when the rubber test piece 1 is worn as described above can be reproduced, and the slip rate is constant as in the conventional method. Instead, it is possible to directly measure the sliding distance and the frictional force generated between the rubber test piece 1 and the road surface 11 at the time of wear with the slip ratio equal to or close to that of the tire. The defined wear energy can be calculated directly. Further, since the rubber test piece 1 can be grounded and worn against the road surface 11 by the same mechanism as that of the tire, it is possible to significantly improve the actual vehicle predictability as a result.

本発明のゴム試験機において、砥石または擬似路面11は、目的とする路面条件等の試験条件に合わせて、各種アスファルトやコンクリート、サンドペーパー、金網等の任意の材質および表面性状にて形成することが可能である。特には、少なくともゴム試験片1との接触部を含む部分を着脱可能に形成して、試験条件に応じて交換可能としておくことが好ましい。さらには、路面の温度条件を考慮して、路面11の、ゴム試験片1との接触部を温度制御可能に形成しておくことも好ましい。   In the rubber testing machine of the present invention, the grindstone or the simulated road surface 11 is formed of any material and surface properties such as various asphalts, concrete, sandpaper, wire nets, etc. according to the test conditions such as the intended road surface conditions. Is possible. In particular, it is preferable that at least a portion including a contact portion with the rubber test piece 1 is formed so as to be detachable so that it can be exchanged according to test conditions. Furthermore, in consideration of the temperature condition of the road surface, it is also preferable to form the contact portion of the road surface 11 with the rubber test piece 1 so that the temperature can be controlled.

また、図示するように、砥石または擬似路面11のうち少なくともゴム試験片1との接触部については、平面状となるよう形成することが好ましい。また、ゴム試験片1についても、好適には図示するように、路面11との接触部が平面状となるよう形成する。ランボーン試験のサンプルのように円周面を路面と接触させるものとした場合、軟らかいゴムと硬いゴムとで接触面積に差が生ずることになるが、このように接触部を平面状とすることで、ゴム試験片の硬さ等の物性が変わっても、ゴムと路面との接触面積を一定にすることができる。また、実際の路面のように平面にゴムが接触する場合と、ランボーン試験機のように曲率をもった路面にゴム試験片を接触させた場合とでは接触面の形状が異なるが、ゴム試験片や路面を平面とすることによって、この曲率の影響をなくして、実際のゴム製品が路面と接触したときと同じ状態を再現することが可能となる。さらに、本発明では、従来法とは異なり、ゴム試験片1の路面11との接地部の形状については特に制限はないので、この接地部形状を適宜変更することで、例えば、タイヤにより異なる接地面の楕円形状に容易に対応させることもできる。   Moreover, as shown in the drawing, it is preferable that at least a contact portion of the grindstone or the pseudo road surface 11 with the rubber test piece 1 is formed in a flat shape. The rubber test piece 1 is also preferably formed so that the contact portion with the road surface 11 is flat as shown in the figure. When the circumferential surface is brought into contact with the road surface as in the sample of the Lambourn test, there will be a difference in the contact area between the soft rubber and the hard rubber. Even if the physical properties such as the hardness of the rubber specimen change, the contact area between the rubber and the road surface can be made constant. Also, the shape of the contact surface is different between the case where the rubber is in contact with the flat surface as in the actual road surface and the case where the rubber test piece is in contact with the curved road surface as in the Lambourn test machine. By making the road surface flat, it is possible to eliminate the influence of this curvature and reproduce the same state as when an actual rubber product contacts the road surface. Further, in the present invention, unlike the conventional method, there is no particular limitation on the shape of the ground contact portion with the road surface 11 of the rubber test piece 1. It is also possible to easily correspond to the elliptical shape of the ground.

さらに、図示はしないが、本発明のゴム試験機においては、路面11を移動させるためのガイドレール12に、ゴム試験片1にかかる垂直方向の荷重を測定するためのロードセル(荷重検出用)を、ゴム試験片1を移動させるためのガイドレール14に、ゴム試験片1にかかる摩擦力を測定するためのロードセル(摩擦力検出用)を、それぞれ配置してもよい。さらにまた、路面11とゴム試験片1との接触部が観測可能な観測手段として、路面11上でのゴム試験片1のスリップ等の挙動を観察するためのカメラや、ゴム試験片1の路面11との接触部に掛かる摩擦力や荷重等を測定するための3分力センサ等を、適宜箇所に設けることも可能である。さらにまた、本発明のゴム試験機には、ゴム試験片1の路面11との接触部の摩耗形状を計測するための計測手段として、レーザ等を配置することもでき、ゴム試験片1の摩耗試験を行う場合には、その摩耗粉を除去するための摩耗粉除去手段を設けることもできる。   Further, although not shown in the drawings, in the rubber testing machine of the present invention, a load cell (for load detection) for measuring a vertical load applied to the rubber test piece 1 is provided on the guide rail 12 for moving the road surface 11. A load cell (for detecting the frictional force) for measuring the frictional force applied to the rubber test piece 1 may be disposed on each of the guide rails 14 for moving the rubber test piece 1. Furthermore, as an observation means capable of observing the contact portion between the road surface 11 and the rubber test piece 1, a camera for observing the behavior of the rubber test piece 1 such as slip on the road surface 11, and the road surface of the rubber test piece 1. It is also possible to provide a three-component force sensor or the like for measuring a frictional force or a load applied to a contact portion with 11 at an appropriate place. Furthermore, in the rubber testing machine of the present invention, a laser or the like can be arranged as a measuring means for measuring the wear shape of the contact portion with the road surface 11 of the rubber test piece 1. When the test is performed, a wear powder removing means for removing the wear powder can be provided.

1 ゴム試験片
11 砥石または擬似路面
12,14,24 ガイドレール
13,23 治具(ホルダ)
21A,21B カム
22 モータ軸
1 Rubber test piece 11 Whetstone or simulated road surface 12, 14, 24 Guide rail 13, 23 Jig (holder)
21A, 21B Cam 22 Motor shaft

Claims (8)

砥石または擬似路面にゴム試験片を押し付けて、該ゴム試験片の試験を行うゴム試験機であって、
前記ゴム試験片と前記砥石または擬似路面との接触時間の制御機構を備え、該接触時間の制御機構が、該ゴム試験片と該砥石または擬似路面とが接触する時間を計測する計測手段を備え、かつ、該ゴム試験片の押し付け速度を、該計測された接触時間と設定値とが等しくなるよう制御することを特徴とするゴム試験機。
A rubber testing machine for testing a rubber test piece by pressing a rubber test piece on a grindstone or a simulated road surface,
A control mechanism for a contact time between the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface is provided , and the control mechanism for the contact time includes a measuring means for measuring a time during which the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface are in contact with each other. And the rubber testing machine which controls the pressing speed of this rubber test piece so that this measured contact time and set value may become equal .
前記ゴム試験片の前記砥石または擬似路面に対する押し付けとともに、該ゴム試験片と該砥石または擬似路面との、押し付け方向に直交する方向の相対位置を変化させて、前記ゴム試験片に前記砥石または擬似路面に対する粘着および/またはすべりを与える請求項1記載のゴム試験機。   Along with the pressing of the rubber test piece against the grindstone or the pseudo road surface, the relative position of the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface in the direction perpendicular to the pressing direction is changed, and the rubber test piece is moved to the grindstone or the pseudo road surface. 2. The rubber testing machine according to claim 1, which provides adhesion and / or slip to the road surface. 前記ゴム試験片の押し付け荷重の制御機構を備える請求項1または2記載のゴム試験機。   The rubber testing machine according to claim 1, further comprising a control mechanism for a pressing load of the rubber test piece. 前記接触時間の制御機構が、前記ゴム試験片の押し付け方向における位置を、時間軸に対し正弦波、変形正弦波またはパルス波形状をなすよう制御する請求項1〜のうちいずれか一項記載のゴム試験機。 The contact time of the control mechanism, the position in the pressing direction of the rubber test piece, a sine wave with respect to the time axis, any one of claims 1 to 3 for controlling so as to form a modified sine wave or pulse wave shape Rubber testing machine. 前記ゴム試験片の押し付け方向における位置の制御を、アクチュエータおよびモータを用いて行う請求項1〜のうちいずれか一項記載のゴム試験機。 The rubber testing machine as described in any one of Claims 1-4 which performs control of the position in the pressing direction of the said rubber test piece using an actuator and a motor. 前記砥石または擬似路面との間で前記ゴム試験片を摩耗させて、該砥石または擬似路面と該ゴム試験片との間の摩擦力を測定する摩耗試験機である請求項1〜のうちいずれか一項記載のゴム試験機。 The abrading the rubber test piece with the grinding wheel or the simulated road surface, any one of claims 1 to 5 is a wear tester for measuring the frictional force between the whetstone or simulated road surface and the rubber test piece A rubber testing machine according to claim 1. 前記ゴム試験片および前記砥石または擬似路面の双方の位置を、互いに独立に変動させる請求項1〜のうちいずれか一項記載のゴム試験機。 The rubber testing machine according to any one of claims 1 to 6 , wherein positions of both the rubber test piece and the grindstone or the pseudo road surface are varied independently of each other. 前記ゴム試験片および前記砥石または擬似路面の双方の位置を互いに独立して変動させて、タイヤのトレッドブロックの接地から蹴り出しまでの現象を再現する請求項1〜のうちいずれか一項記載のゴム試験機。 Said rubber test piece and both positions of the grinding wheel or the simulated road surface independently of one another by varying any one of claims 1 to 7 to reproduce the behavior to kicking the ground of the tread block of the tire Rubber testing machine.
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