JP5991404B1 - 引っ掻き摩耗試験装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】実使用した場合のコンベヤベルトの耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測することができる摩耗試験装置および方法を提供する。【解決手段】外周面にゴムサンプルＲを固定した環状のベルト体Ｂを一対のプーリ７ａ、７ｂの間に張設してゴムサンプルＲの走行速度を所望の速度に設定し、接触部材４による押圧荷重を錘部材５によって所望の押圧荷重に設定し、接触部材４として備えているゴムサンプルＲの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材４ａ、４ｂ、４ｃから所望の接触部材４を選択し、プーリ７ａを回転させて走行させたゴムサンプルＲの表面に接触部材４を押圧し、形状センサ１１により検知したゴムサンプルＲの表面の断面形状に基づいてゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量を演算部１１により算出する。【選択図】図１
Description
本発明は、引っ掻き摩耗試験装置および方法に関し、さらに詳しくは、実使用した場合のコンベヤベルトの上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測することができる引っ掻き摩耗試験装置および方法に関するものである。
鉄鉱石や石灰石等の鉱物資源をはじめとして様々な物がコンベヤベルトによって搬送される。コンベヤベルトによって物が搬送される場合、その搬送物はホッパや別のコンベヤベルトからコンベヤベルトの上カバーゴムに投入される。投入された搬送物は上カバーゴムに積載されてコンベヤベルトの走行方向に搬送される。コンベヤベルトの上カバーゴムに搬送物が投入される際には、上カバーゴムは衝撃を受け、その搬送物の表面が鋭利であればカット傷が生じることもある。搬送物が上カバーゴムに積載されて搬送される際には、搬送物が上カバーゴム上を摺動して上カバーゴムが摩耗する。そのため、従来、耐摩耗性を向上させるために種々の提案がされている（例えば、特許文献１参照）。
鉄鉱石等の鋭利な搬送物を搬送する場合には、搬送物が上カバーゴムに突き刺さった状態で摺動することにより生じる引っ掻き摩耗が顕著になる。引っ掻き摩耗は、コンベヤベルトの心体層にまで達し易いので、上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測できれば有益である。
従来、ゴムの耐摩耗性を評価する試験機として、ＤＩＮ摩耗試験機やウィリアムス摩耗試験機が知られている。これら摩耗試験機は引っ掻き摩耗を把握するための試験機ではない。そのため、実使用した場合のコンベヤベルトの上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測するには、新たな仕様の試験機が必要とされていた。
本発明の目的は、実使用した場合のコンベヤベルトの上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測することができる引っ掻き摩耗試験装置および方法を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明の引っ掻き摩耗試験装置は、一対のプーリと、この一対のプーリの間に張設される環状のベルト体と、このベルト体の外周面に固定されるゴムサンプルと、このゴムサンプルの表面に接触可能な先端が尖った接触部材と、この接触部材の先端を前記ゴムサンプルの表面に押圧する押圧機構と、前記接触部材による押圧荷重を変化させる錘部材とを備え、前記ゴムサンプルの走行速度を可変にするとともに、前記接触部材として、先端の仕様が異なる複数種類の接触部材を有し、この複数種類の接触部材から前記ゴムサンプルの表面を押圧する接触部材が任意に選択され、選択された接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧する構成にして、前記ゴムサンプルの表面の断面形状を検知する形状センサと、この形状センサによる検知データに基づいて前記ゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を算出する演算部とを備えたことを特徴とする。
本発明の別の引っ掻き摩耗試験装置は、一対のプーリと、この一対のプーリの間に張設される環状のベルト体と、このベルト体の外周面に固定されるゴムサンプルと、このゴムサンプルの表面に接触可能な先端が尖った接触部材と、この接触部材の先端を前記ゴムサンプルの表面に押圧する押圧機構と、前記接触部材による押圧荷重を変化させる錘部材とを備え、前記ゴムサンプルの走行速度を可変にするとともに、前記接触部材として、先端の仕様が異なる複数種類の接触部材を有し、この複数種類の接触部材から前記ゴムサンプルの表面を押圧する接触部材が任意に選択され、選択された接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧する構成にして、前記一対のプーリ間に前記ベルト体の内周面を支持する支持部を設け、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧できる構成にしたことを特徴とする。
本発明の別の引っ掻き摩耗試験装置は、一対のプーリと、この一対のプーリの間に張設される環状のベルト体と、このベルト体の外周面に固定されるゴムサンプルと、このゴムサンプルの表面に接触可能な先端が尖った接触部材と、この接触部材の先端を前記ゴムサンプルの表面に押圧する押圧機構と、前記接触部材による押圧荷重を変化させる錘部材とを備え、前記ゴムサンプルの走行速度を可変にするとともに、前記接触部材として、先端の仕様が異なる複数種類の接触部材を有し、この複数種類の接触部材から前記ゴムサンプルの表面を押圧する接触部材が任意に選択され、選択された接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧する構成にして、前記一対のプーリ間に前記ベルト体の内周面を支持する支持部を設け、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧できる構成にしたことを特徴とする。
本発明の引っ掻き摩耗試験方法は、外周面にゴムサンプルを固定した環状のベルト体を一対のプーリの間に張設し、このゴムサンプルの表面に対して、押圧機構によって先端が尖った接触部材を押圧する摩耗試験方法であって、試験する際には、前記ゴムサンプルの走行速度を所望の速度に設定し、前記接触部材による押圧荷重を錘部材によって所望の押圧荷重に設定し、前記接触部材として備えている前記ゴムサンプルの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材から所望の接触部材を選択し、選択した接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧し、前記ゴムサンプルの表面の断面形状を形状センサにより検知し、この形状センサによる検知データに基づいて前記ゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を演算部により算出することを特徴とする。
本発明の別の引っ掻き摩耗試験方法は、外周面にゴムサンプルを固定した環状のベルト体を一対のプーリの間に張設し、このゴムサンプルの表面に対して、押圧機構によって先端が尖った接触部材を押圧する摩耗試験方法であって、試験する際には、前記ゴムサンプルの走行速度を所望の速度に設定し、前記接触部材による押圧荷重を錘部材によって所望の押圧荷重に設定し、前記接触部材として備えている前記ゴムサンプルの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材から所望の接触部材を選択し、選択した接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧し、前記一対のプーリ間で前記ベルト体の内周面を支持部により支持し、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧させることを特徴とする。
本発明の別の引っ掻き摩耗試験方法は、外周面にゴムサンプルを固定した環状のベルト体を一対のプーリの間に張設し、このゴムサンプルの表面に対して、押圧機構によって先端が尖った接触部材を押圧する摩耗試験方法であって、試験する際には、前記ゴムサンプルの走行速度を所望の速度に設定し、前記接触部材による押圧荷重を錘部材によって所望の押圧荷重に設定し、前記接触部材として備えている前記ゴムサンプルの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材から所望の接触部材を選択し、選択した接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧し、前記一対のプーリ間で前記ベルト体の内周面を支持部により支持し、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧させることを特徴とする。
本発明によれば、前記ゴムサンプルの走行速度、前記接触部材による押圧荷重を所望の設定にすることができる。そして、所望の仕様の先端を有する接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧することができる。しかも、環状のベルト体の外周に固定されるゴムサンプルを使用するのでコンベヤベルトの上カバーゴムに使用されるゴムと同じ仕様のゴムサンプルの耐引っ掻き摩耗性を試験する際に、そのコンベヤベルトの実際の使用環境に類似した条件下で評価を行なうことが可能になる。それ故、実使用した場合のコンベヤベルトの上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を、精度よく予測することができる。また、コンベヤベルトの耐引っ掻き摩耗性に対する張力の影響なども把握できる。
また、前記ゴムサンプルの表面の断面形状を検知する形状センサと、この形状センサによる検知データに基づいてゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を算出する演算部とを備えることで、任意の期間のゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を迅速に把握することが可能になる。また、ゴムサンプルを一対のプーリから取り外すことなく引っ掻き摩耗量を把握することができる。
また、前記一対のプーリ間に前記ベルト体の内周面を支持する支持部を設け、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧することで、耐引っ掻き摩耗性に対する支持部の影響を把握することができる。それ故、実使用した場合のコンベヤベルトの上カバーゴムの耐引っ掻き摩耗性を、より精度よく予測することができる。
本発明の引っ掻き摩耗試験装置には、前記接触部材に作用する前記押圧荷重および前記ゴムサンプルの走行方向荷重を逐次検知する荷重センサを備えることもできる。これにより、ゴムサンプルの動摩擦係数を把握することが可能になる。
前記ゴムサンプルの外部環境温度を可変にする温調機構を備えることもできる。これにより、ゴムサンプルの外部環境温度を所望の温度に設定することができるので、コンベヤベルトの実際の使用環境に一段と類似した条件下で評価を行なうことが可能になる。
また、前記ゴムサンプルの表面温度を検知する温度センサを備えることもできる。これにより、評価中のゴムサンプルの表面温度変化を測定して、ゴムサンプルが摩耗する際に生じるエネルギを把握することができる。
以下、本発明の引っ掻き摩耗試験装置および方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。
実際のコンベヤベルトラインでは、図６、図７に例示するように、別のコンベヤベルト１８によって搬送された搬送物Ｓがコンベヤベルト１２に投入されて、このコンベヤベルト１２によって搬送先に搬送される。コンベヤベルト１２にはホッパ等を通じて搬送物Ｓが投入されることもある。コンベヤベルト１２は、プーリ１６ａ、１６ｂ間に架け渡されていて所定のテンションで張設されている。
コンベヤベルト１２は、帆布やスチールコード等の心体で構成される心体層１３と、心体層１３を挟む上カバーゴム１４と下カバーゴム１５とにより構成されている。心体層１３は、コンベヤベルト１２を張設するためのテンションを負担する部材である。コンベヤベルト１２のキャリア側では下カバーゴム１５が支持ローラ１７により支持され、リターン側では上カバーゴム１４が支持ローラ１７により支持されている。コンベヤベルト１２のキャリア側ではベルト幅方向に３つの支持ローラ１７が配置されていて、これらの支持ローラ１７によってコンベヤベルト１２は所定のトラフ角度ａで凹状に支持されている。駆動側のプーリ１６ａが回転駆動することにより、コンベヤベルト１２は一方向に所定の走行速度Ｖで稼働する。搬送物Ｓは上カバーゴム１４の上に投入され、上カバーゴム１４に積載されて搬送される。
図１〜図２に例示する本発明の引っ掻き摩耗試験装置１（以下、試験装置１という）は、一対のプーリ７ａ、７ｂと、接触部材４と、この接触部材４が着脱自在に取り付けられるアーム部３と、アーム部３に着脱自在に取り付けられる錘部材５と、制御部６ａとを備えている。さらに、この実施形態では、形状センサ９ａ、演算部１１、支持部１７ａ、荷重センサ９ｂ、温度センサ９ｃおよび加熱板１０ａと、制御部６ａと演算部１１を除く上述した部品が内設されるケーシング１０とを備えている。
加熱板１０ａは、ゴムサンプルＲよりも幅広の仕様になっていて、ゴムサンプルＲを所望の温度に加熱、維持することができる。ケーシング１０として、いわゆる恒温槽を用いて内部空間を所望の温度に維持することにより、ゴムサンプルＲを所望の温度に設定できれば加熱板１０ａを省略できる。温度に加えて、内部空間を所望の湿度に設定して維持することができるケーシング１０を採用することもできる。
プーリ７ａ、７ｂは、ベース２ａに立設された支持台８に回転可能に支持されている。少なくとも一方のプーリ７ａ、７ｂが水平移動して、プーリ７ａ、７ｂ間の距離が可変になっている。一方のプーリ７ａは、駆動モータ６によって回転駆動される。他方のプーリ７ｂはフリーに回転する。プーリ７ａの回転数は可変であり、所望の回転数に設定することができる。この回転数は制御部６ａにより制御される。プーリ７ａと駆動モータ６とは、ギヤやベルト等の伝達機構によって駆動力を伝達する構成にすることもできる。
プーリ７ａとプーリ７ｂの間には環状のベルト体Ｂが張設されている。ベルト体Ｂの外周面にはゴムサンプルＲが固定されている。この実施形態では、ベルト体Ｂの外周側に凹部が設けられており、この凹部にゴムサンプルＲを嵌め込む構成になっている。ベルト体Ｂの外周面とゴムサンプルＲとは互いの間に生じる摩擦によって一体化させることも、互いの間に塗布した接着剤によって一体化させることもできる。或いは、ゴムサンプルＲをベルト体Ｂの外周面に加硫接着させて一体化させることもできる。また、この実施形態では、プーリ７ａとプーリ７ｂの間にベルト体Ｂの内周面を支持する平板状の支持部１７ａが設けられている。支持部１７ａは必要に応じて任意で設けられる。
アーム部３は、ベース２ａに立設されたポスト２ｂに対して、回転軸３ｂによって上下方向に回動可能に軸支されている。アーム部３の長手方向一端部にはピン５ｃが設けられている。ピン５ｃと錘部材５は、ワイヤー５ａにより、滑車５ｂを経由して接続されている。このアーム部３、ワイヤー５ａおよび滑車５ｂが、後述するように接触部材４をゴムサンプルＲの表面に押圧する押圧機構を構成している。
接触部材４は、このゴムサンプルＲの表面に接触可能にアーム部３に取り付けられる。詳述すると、アーム部３の長手方向他端部に固定された保持部３ａに接触部材４が着脱自在に取り付けられる。
接触部材４としては、ゴムサンプルＲの表面と接触する先端の仕様（形状、硬さ、材質等）が異なる複数種類が備わっている。即ち、このゴムサンプルＲと同仕様の上カバーゴム１４を有するコンベヤベルト１２が搬送する搬送物Ｓの表面と類似した仕様の接触面を有する接触部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）が備わっている。
例えば、搬送物Ｓが鉄鉱石であるのか、或いは他の砕石であるのかによって、鋭利さや硬さ等が異なるので、これらに類似した接触面を有する複数種類の接触部材４を備える。そして、複数種類の接触部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）から任意の接触部材４を選択して保持部３ａに取り付けられる構成になっている。
錘部材５は、ワイヤー５ａの端部に着脱自在に取り付けられ、取り付ける錘部材５の個数や種類等を適宜、変更することができる。錘部材５の荷重により、ワイヤー５ａに接続されているピン５ｃは上方向に吊り上げられ、アーム部３はアーム部３の長手方向中途の位置にある回転軸３ｂを中心にして上下方向に回動する。これに伴って、接触部材４がゴムサンプルＲの表面を押圧することになる。このようにアーム部３、ワイヤー５ａおよび滑車５ｂが押圧機構を構成しているが、接触部材４をゴムサンプルＲの表面に押圧できれば別の押圧機構を採用することができる。この実施形態では、回転軸３ｂに対する押圧部材４、ピン５ｃの間隔を変更することで、接触部材４によるゴムサンプルＲに対する押圧力を調整できる。
錘部材５は、ゴムサンプルＲに対する接触部材４による押圧荷重を変化させるものであればよい。即ち、錘部材５の重さによって、接触部材４のゴムサンプルＲの表面に対する押圧力を変化させることができる。
形状センサ９ａは例えばケーシング１０に取り付けられて、ゴムサンプルＲの表面の断面形状を検知する。形状センサ９ａによる検知データは、演算部１１に入力される。形状センサ９ａとしては種々のセンサを用いることができるが、例えば、ゴムサンプルＲの表面に照射したレーザー光を受光して距離を検知するセンサを用いる。
荷重センサ９ｂは、アーム部３の長手方向他端部の下面に取り付けられている。荷重センサ９ｂにより、接触部材４に作用する押圧荷重およびプーリ７ａ、７ｂの間に張設される環状のベルト体Ｂの走行方向荷重を逐次検知する。即ち、ベルト体Ｂ（ゴムサンプルＲ）を押圧している接触部材４に作用する鉛直方向荷重および水平方向荷重が逐次、荷重センサ９ｂにより検知される。
温度センサ９ｃは、このゴムサンプルＲの表面温度を逐次検知する。荷重センサ９ｂおよび温度センサ９ｃによる検知データは、制御部６ａに入力される。
次に、この試験装置１を用いてゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性を評価する試験方法を説明する。
プーリ７ａとプーリ７ｂの間に張設されている環状のベルト体Ｂの外周面に評価対象物となるゴムサンプルＲを固定して、駆動モータ６を回転駆動する。この際に、プーリ７ａ、７ｂ間の距離を調節してベルト体Ｂ（ゴムサンプルＲ）を所望の張力で張設する。また、ベルト体Ｂの走行速度を所望の速度に設定し、押圧機構による接触部材４のゴムサンプルＲの表面に対する押圧荷重を錘部材５によって所望の押圧荷重に設定する。
接触部材４は、複数種類の接触部材４（４ａ、４ｂ、４ｃ）から所望の接触部材を選択して保持部３ａに装着する。これにより、所望の接触部材４をゴムサンプルＲの表面に押圧するともに、ゴムサンプルＲの表面の断面形状を形状センサ９ａにより検知する。この実施形態では、支持部１７ａの真上の位置で接触部材４がゴムサンプルＲの表面を押圧している。ゴムサンプルＲは所定の押圧荷重で接触部材４により継続的に押圧されつつ走行するので、先端が尖った接触部材４によって表面が引っ掻かれて筋状に摩耗することになる。
本発明によれば、評価対象物となるゴムサンプルＲがコンベヤベルト１２の実際の使用環境に類似した条件下で評価を行なうことが可能になる。即ち、プーリ７ａ、７ｂの間に張設される環状のベルト体Ｂ（ゴムサンプルＲ）の走行速度は、コンベヤベルト１２に投入される際の搬送物Ｓの水平方向速度とコンベヤベルト１２の水平方向の走行速度との差、即ち、コンベヤベルト１２と投入される搬送物Ｓとの水平方向の相対速度と、同等の条件にする。接触部材４による押圧荷重は、搬送物Ｓの単位時間当たりの投入重量、投入高さ等に応じて、コンベヤベルト１２が搬送物Ｓから受ける押圧荷重と同等の条件にする。
しかも、環状のベルト体Ｂを用いるので、コンベヤベルト１２の実際の使用環境に極めて類似した条件下にすることができる。したがって、実使用した場合のコンベヤベルト１２の上カバーゴム１４（ゴムサンプルＲ）の耐引っ掻き摩耗性を精度よく予測することが可能になる。ゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性に対する張力の影響なども把握できる。
この実施形態では、演算部１１が、形状センサ９ａによる検知データに基づいてゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量を算出する。具体的には、図３で示すように、前回検知時の表面Ｒ１と今回検知時の表面Ｒ２との上下変位Ｈを求め、その数値をゴムサンプルＲの幅方向の区間で積分することでデータ検知断面におけるゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量（斜線部の面積）を算出することができる。この演算をゴムサンプルＲの長手方向全周について行うことで、ゴムサンプルＲ全体における引っ掻き摩耗量を算出することができる。或いは、ゴムサンプルＲの単位長さ当たりの引っ掻き摩耗量を算出する。このように、任意の期間の任意の位置（範囲）のゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量を迅速に把握することが可能になる。
従来、ゴムサンプルＲの摩耗量を把握するには、ゴムサンプルＲを接触部材４によって引っ掻く前と後とでゴムサンプルＲの重量を測定し、この測定重量の差に基づいて摩耗量を算出していた。この際に、ゴムサンプルＲを一対のプーリ７ａ、７ｂから取り外す必要があった。特に、プーリ７ａ、７ｂが両持ち構造で回転可能に軸支されていると、このゴムサンプルＲの取り外し作業に多大な工数を要していた。ところが、この試験装置１によればゴムサンプルＲを一対のプーリ７ａから取り外すことなく引っ掻き摩耗量を把握することができる。そのため、作業効率が著しく向上する。
この実施形態では、それぞれのプーリ７ａ、７ｂが片持ち構造で回転可能に軸支されているが、両持ち構造で回転可能に軸支される構成にすることもできる。それぞれのプーリ７ａ、７ｂを両持ち構造にすると、ベルト体Ｂ（ゴムサンプルＲ）をより安定して走行させることができる。また、実際のコンベヤ装置のプーリの殆どが両持ち構造なので、コンベヤベルトの実際の使用環境に一段と類似した条件にすることができる。それぞれのプーリ７ａ、７ｂを両持ち構造にすると、上述したようにゴムサンプルＲを一対のプーリ７ａ、７ｂから取り外すために要する工数が多大になるが、形状センサ９ａを用いることにより、その工数を削減することができる。
ベルト体ＢとゴムサンプルＲとを非接着として互いを分離自在な構成にしておくと、使用したゴムサンプルＲだけを交換すればよく、ベルト体Ｂを繰り返し使用できるという利点がある。また、ゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量を把握する時に、ゴムサンプルＲの長手方向中途の位置をベルト幅方向に分断すれば、ゴムサンプルＲだけを一対のプーリ７ａ、７ｂから容易に取り外すことできる。それ故、形状センサ９ａを用いなくても多大な工数を要することなく、ゴムサンプルＲの測定重量に基づいてゴムサンプルＲの引っ掻き摩耗量を把握することができる。
プーリ７ａ、プーリ７ｂの間にベルト体Ｂの内周面を支持する支持部１７ａを設けることで、接触部材４を、支持部１７ａがベルト体Ｂを支持する位置と、ベルト体Ｂを支持しない位置とでゴムサンプルＲの表面に押圧することができる。これにより、２つの位置でのゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性（摩耗量や摩耗状態など）の違いを把握することができる。それ故、実使用した場合のコンベヤベルト１２の上カバーゴム１４（ゴムサンプルＲ）の耐引っ掻き摩耗性を、より精度よく予測することができる。
さらにこの実施形態では、接触部材４に作用する押圧荷重（即ち、鉛直方向荷重）およびゴムサンプルＲの走行方向荷重（即ち、水平方向荷重）を逐次検知する。そのため、検知データに基づいてゴムサンプルＲの動摩擦係数を把握することが可能になる。
また、この実施形態では、ゴムサンプルＲの外部環境温度を所望の温度に設定することができる。そのため、コンベヤベルト１２の実際の使用環境に一段と類似した条件下で評価を行なうことが可能になる。また、外部環境温度やゴムサンプルＲの温度を異ならせて評価を行なうことで、ゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性の温度依存性を把握することができる。
また、温度センサ９ｃを備えているので、評価中のゴムサンプルＲの表面温度変化を測定することができる。ゴムサンプルＲが摩耗する際には、熱エネルギが生じるので、温度センサ９ｃによる温度測定結果によって摩耗する際のエネルギを把握することができる。ゴムの種類によってこのエネルギの大きさは異なるので、温度測定結果は、例えば、このエネルギを小さくできるゴム種を選択するには有益である。
図４に例示する摩耗試験装置１の別の実施形態では、プーリ７ａとプーリ７ｂの間に環状のベルト体Ｂの内周面を支持する支持部１７ａがベルト体Ｂの走行方向に移動でき、移動した任意の位置で固定できる機構になっている。その他の基本構成は先の実施形態と同じである。支持部１７ａとしては平板状だけでなく、この実施形態のように支持ローラを用いることもできる。支持部１７ａが移動できるのでスパン（接触部材４によって押圧されるベルト体Ｂの支持長さ）を変更することができる。したがって、支持部１７ａがベルト体Ｂを支持しない位置で、接触部材４をゴムサンプルＲの表面に押圧して測定する場合は、耐引っ掻き摩耗性に対するスパンの影響も把握できる。
尚、支持部１７ａを移動可能にする機構は特に限定されない。無段階で移動できる機構にしてもよいし、段階的に移動できる機構にしてもよい。支持部１７ａを移動可能にする機構としては例えば、ベース２ａにレールを設置して支持部１７ａをレール上でスライド可能にする方法等がある。
図５に例示する摩耗試験装置１の別の実施形態は、既述した実施形態とは、接触部材４をゴムサンプルＲの表面に押圧する押圧機構が異なっている。その他の基本構成は先の実施形態と同じである。
この実施形態の押圧機構は、接触部材４に載置される複数の錘部材５を有している。詳しくは、接触部材４の上端部に装着された保持部３ａが取付けられる基台３ｄと、この基台３ｄから上方に立設された支柱３ｅと支柱３ｅが貫通する複数の錘部材５とで押圧機構が構成されている。これら錘部材５が積層状態で基台３ｄに載置されている。基台３ｄは水平方向にずれないように別の部材によって保持される。
この実施形態では、実質的に基台３ｄ、支柱３ｅおよび錘部材５の総重量が、接触部材４を介してゴムサンプルＲの表面に作用する。したがって、錘部材５の個数や個々の錘部材５の重さを異ならせることにより、ゴムサンプルＲの表面に対する押圧力を変化させることができる。
また、押圧機構によって接触部材４およびゴムサンプルＲには実質的に鉛直方向荷重のみが作用するので、接触部材４およびゴムサンプルＲに作用する水平方向荷重のばらつきを大幅に小さくすることができる。これに伴って、ノイズの少ない高精度の測定ができ、ゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性や動摩擦係数をより高精度で予測するには有利になる。
さらに、この押圧機構によれば、ゴムサンプルＲに実質的に鉛直下向き荷重のみを負荷していて上下に変動し難いので、ゴムサンプルＲの走行に伴うゴムサンプルＲの上下振動を効果的に抑制することができる。この観点からも、ノイズの少ない高精度の測定ができるので、ゴムサンプルＲの耐引っ掻き摩耗性や動摩擦係数をより高精度で予測するには有利になる。さらには、押圧機構を簡素にできるメリットもある。
１ 引っ掻き摩耗試験装置
２ａ ベース
２ｂ ポスト
２ｃ 可動台
３ アーム部
３ａ 保持部
３ｂ 回転軸
３ｃ 軸孔
３ｄ 基台
３ｅ 支柱
４（４ａ、４ｂ、４ｃ） 接触部材
５ 錘部材
５ａ ワイヤー
５ｂ 滑車
５ｃ 接続部材
６ 駆動モータ
６ａ 制御部
７ａ、７ｂ プーリ
８ 支持台
９ａ 形状センサ
９ｂ 荷重センサ
９ｃ 温度センサ
１０ ケーシング（温調機構）
１０ａ 加熱板（温調機構）
１１ 演算部
１２ コンベヤベルト
１３ 心体層
１４ 上カバーゴム
１５ 下カバーゴム
１６ａ、１６ｂ プーリ
１７ 支持ローラ
１７ａ 支持部
１８ 別のコンベヤベルト
Ｂ ベルト体
Ｒ ゴムサンプル
Ｒ１ 前回検知時のゴムサンプルの表面
Ｒ２ 今回検知時のゴムサンプルの表面
Ｓ 搬送物
２ａ ベース
２ｂ ポスト
２ｃ 可動台
３ アーム部
３ａ 保持部
３ｂ 回転軸
３ｃ 軸孔
３ｄ 基台
３ｅ 支柱
４（４ａ、４ｂ、４ｃ） 接触部材
５ 錘部材
５ａ ワイヤー
５ｂ 滑車
５ｃ 接続部材
６ 駆動モータ
６ａ 制御部
７ａ、７ｂ プーリ
８ 支持台
９ａ 形状センサ
９ｂ 荷重センサ
９ｃ 温度センサ
１０ ケーシング（温調機構）
１０ａ 加熱板（温調機構）
１１ 演算部
１２ コンベヤベルト
１３ 心体層
１４ 上カバーゴム
１５ 下カバーゴム
１６ａ、１６ｂ プーリ
１７ 支持ローラ
１７ａ 支持部
１８ 別のコンベヤベルト
Ｂ ベルト体
Ｒ ゴムサンプル
Ｒ１ 前回検知時のゴムサンプルの表面
Ｒ２ 今回検知時のゴムサンプルの表面
Ｓ 搬送物
Claims (7)
- 一対のプーリと、この一対のプーリの間に張設される環状のベルト体と、このベルト体の外周面に固定されるゴムサンプルと、このゴムサンプルの表面に接触可能な先端が尖った接触部材と、この接触部材の先端を前記ゴムサンプルの表面に押圧する押圧機構と、前記接触部材による押圧荷重を変化させる錘部材とを備え、前記ゴムサンプルの走行速度を可変にするとともに、前記接触部材として、先端の仕様が異なる複数種類の接触部材を有し、この複数種類の接触部材から前記ゴムサンプルの表面を押圧する接触部材が任意に選択され、選択された接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧する構成にして、前記ゴムサンプルの表面の断面形状を検知する形状センサと、この形状センサによる検知データに基づいて前記ゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を算出する演算部とを備えたことを特徴とする引っ掻き摩耗試験装置。
- 一対のプーリと、この一対のプーリの間に張設される環状のベルト体と、このベルト体の外周面に固定されるゴムサンプルと、このゴムサンプルの表面に接触可能な先端が尖った接触部材と、この接触部材の先端を前記ゴムサンプルの表面に押圧する押圧機構と、前記接触部材による押圧荷重を変化させる錘部材とを備え、前記ゴムサンプルの走行速度を可変にするとともに、前記接触部材として、先端の仕様が異なる複数種類の接触部材を有し、この複数種類の接触部材から前記ゴムサンプルの表面を押圧する接触部材が任意に選択され、選択された接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧する構成にして、前記一対のプーリ間に前記ベルト体の内周面を支持する支持部を設け、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧できる構成にしたことを特徴とする引っ掻き摩耗試験装置。
- 前記接触部材に作用する前記押圧荷重および前記ゴムサンプルの走行方向荷重を逐次検知する荷重センサを備える請求項１または２に記載の引っ掻き摩耗試験装置。
- 前記ゴムサンプルの外部環境温度を可変にする温調機構を備える請求項１〜３のいずれかに記載の引っ掻き摩耗試験装置。
- 前記ゴムサンプルの表面温度を検知する温度センサを備える請求項１〜４のいずれかに記載の引っ掻き摩耗試験装置。
- 外周面にゴムサンプルを固定した環状のベルト体を一対のプーリの間に張設し、このゴムサンプルの表面に対して、押圧機構によって先端が尖った接触部材を押圧する摩耗試験方法であって、試験する際には、前記ゴムサンプルの走行速度を所望の速度に設定し、前記接触部材による押圧荷重を錘部材によって所望の押圧荷重に設定し、前記接触部材として備えている前記ゴムサンプルの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材から所望の接触部材を選択し、選択した接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧し、前記ゴムサンプルの表面の断面形状を形状センサにより検知し、この形状センサによる検知データに基づいて前記ゴムサンプルの引っ掻き摩耗量を演算部により算出することを特徴とする引っ掻き摩耗試験方法。
- 外周面にゴムサンプルを固定した環状のベルト体を一対のプーリの間に張設し、このゴムサンプルの表面に対して、押圧機構によって先端が尖った接触部材を押圧する摩耗試験方法であって、試験する際には、前記ゴムサンプルの走行速度を所望の速度に設定し、前記接触部材による押圧荷重を錘部材によって所望の押圧荷重に設定し、前記接触部材として備えている前記ゴムサンプルの表面と接触する先端の仕様が異なる複数種類の接触部材から所望の接触部材を選択し、選択した接触部材を前記ゴムサンプルの表面に押圧し、前記一対のプーリ間で前記ベルト体の内周面を支持部により支持し、前記接触部材を、前記支持部が前記ベルト体を支持する位置と、前記ベルト体を支持しない位置とで前記ゴムサンプルの表面に押圧させることを特徴とする引っ掻き摩耗試験方法。
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