JPS63251502A

JPS63251502A - 車両用テストコ−ス

Info

Publication number: JPS63251502A
Application number: JP62083908A
Authority: JP
Inventors: 佐伯　裕一
Original assignee: Nissho Iwai Corp
Current assignee: Sojitz Corp
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、車両用テストコースに関し、更に詳しくは天
然の雪積路あるいは凍結路に酷似する路面を人工雪によ
り再現した車両用テストコースに関するものである。

（従来の技術〉車両テストにおいて、各種路面での性能試験は必須のも
ので、特に雪積路、−活路においても安全性、快適性に
優れている車両を開発するためには、これら路面でのテ
ストは必須のものである。

即ち、雪積路や凍結路における制動時や走行中のブレー
キ操作時における車体の尻振り、スピン、車のバランス
喪失性、発進時の発進性、登板性能（坂道発進テスト）
、燃費などの車両テストは、これらのテスト結果を車体
構造やタイヤ構造にフィードバックさせ安全かつ快適な
車両を開発する上で不可欠のものである。

最近においては、雪積路や凍結路に強いとされるスパイ
クタイヤは、道路損傷とそれに起因する粉塵の発生とい
う問題（道路補修費や清掃費の増大、環境問題）を惹起
しており、これにかわるタイヤとしてスタッド（スパイ
ク）レスタイヤの開発が進んでおり、この種の新しいタ
イヤの開発には雪積路や凍結路でのテストが不可欠のも
のである。

車両構造あるいはタイヤ構造の開発において、必須的に
実施される雪積路や凍結路におけるテストは、テストに
適した冬期の寒冷地や極寒地のフィールドや湖にテスト
チームが出向して行っているのが現状である。そして、
この種の路面での車両テストは、テストチームが延べ数
百式、テスト期間が数ケ月にも及ぶものであり、テスト
費用は膨大なものとなり、車両開発の上での大きな問題
となっている。

（発明が解決しようとする問題）本発明者は、前記した雪積路あるいは凍結路における車
両テスト時の問題点を解消すべく鋭意検討した結果、人
工雪を車両用テストコースの基礎路面上に適用すること
により、冬期という季節的、時間的な制約を排除し、か
つ天然の雪質、水質に酷似した状態の、さらに雪質の硬
さを任意に調節した状態の車両用テストコースが得られ
ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明を概説すれば、本発明は、冷却パイプなどの冷却
システムを埋設した基礎路面上に、あるいは冷却パイプ
などの冷却システムを埋設していない基礎路面上に、人
工雪層を形成してなる車両用テストコースに関するもの
である。特に、本発明は、合成高分子材料系の水膨潤性
材料を人工雪媒体とし、該人工雪媒体の最大保水能力以
下で水を膨潤させ、ついで冷却させて調製した人工雪を
用いることを最大の特徴としており、これにより種々の
雪質層を持った、あるいはこの雪質層を凍結させて形成
した凍結層を持った車両用テストコースを簡単に提供す
ることができる。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明の車両用テストコースに使用される基礎路面は、
アスファルト舗装、コンクリート舗装などの舗装路面は
勿論のこと、非舗装路面であってもよく、基礎路面は何
等の制限を受けるものではない。また、これら基礎路面
上に形成される人工雪層の融解、氷解を防止したり、あ
るいは雪温の調整などの観点から、例えばアイススケー
トリンクにみられる冷凍用冷却管、ユニットあるいは他
の冷却システムを埋設しても良い。

本発明の車両用テストコースは、インドアタイプにして
もよいし、アウトドアタイプにしても良い。また本発明
の車両用テストコースは平坦面での走行性能や傾斜面で
の登板性能などをテストするために、適度の長さの平坦
面と傾斜面（坂）を有することが好ましい。

本発明で使用する高分子材料系の水膨潤性の人工雪媒体
は、水溶液中おいて強いゲル強度をもって膨潤すること
ができるものであれば特に制限されない。

この種の水膨潤性人工雪媒体としては、ホモポリマー、
二元、三元以上のターポリマーあるいはグラフト共重合
体を含む広義のコポリマー、さらには多糖類のカルボキ
シメチル化合物などが挙げられる。より具体的にはアク
リロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−メチロ−ルアクリ
ルアミド、アクリル酸、アクリル酸塩、メタクリル酸、
メタクリル酸塩、酢酸ビニル、ビニルオキサゾリジノン
、スチレン、ビニルエーテル、スチレンスルホン酸およ
びスチレンスルホン酸塩などの不飽和単量体を重合ある
いは共重合させることにより調製したホモポリマー、コ
ポリマー、あるいはこれら不飽和単量体をデンプンやセ
ルロースなどの多糖類基質にグラフト重合体させること
により調製したグラフト共重合体がある。この他、本発
明で使用される水膨潤性人工雪媒体としては、デンプン
やセルロースなどの多糖類のカルボキシメチル化物があ
る。

前記の水膨潤性人工雪媒体となる各種の重合体は、架橋
剤を用いて調製されてよいことは言うまでもない。この
種の架橋剤としてはエチレングリコールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、メチレ
ンビスアクリルアミドなどの架橋性単量体、デンプンや
セルロースにあってはエピクロルヒドリン、エチレング
リコ−ルジグリンジルエーテルなどの架橋剤が用いられ
る。架橋剤の使用量は、生成重合体の吸水能力、氷の保
持能力などを勘案して適宜法めればよい。

また、前記の水膨潤性人工雪媒体となる各種の重合体は
、重合反応後、ケン化や加水分解などにより、所望の水
膨潤性のものに変成されてもよい。

例えば、アクリルアミド系重合体のケン化物、デンプン
−アクリロニトリルグラフト重合体のケン化物、メタク
リル酸メチル−酢酸ビニルエステル共重合体の加水分解
物（カルボキシ基と水酸基をもつように変性）、酢酸ビ
ニル−アクリル酸エステル共重合体のケン化物、アクリ
ロニトリル系重合体の加水分解物は、本発明の水膨潤性
人工雪媒体として有用なものである。

本発明の前記した水膨潤性人工雪媒体として使用される
ポリマーの調製例は、米国特許第３．２４７．１７１号
明細書、同３．０２２．２７９号明細書、同３，０２２
．２８０号明細書、同３，２５１，１９４号明細書など
に記載されている。

本発明の前記した水で膨潤し得る人工雪媒体は、良好な
ゲル強度を維持する観点から、ざらに水分の蒸発量や浸
透性を抑制する観点から、水中で最大保水能力以下、特
にその自重の１０〜１ｏｏｏ倍、但し最大保水能力以下
の水を吸水することが好ましい。

なお、前記した吸水量は、本発明の水膨潤性人工雪媒体
から、どのような雪質の人工雪を調製するかに依存する
。

例えば、硬い雪が所望の場合、水膨潤性のポリマーは、
その最高保水能力の３０〜８０％、より好ましくは５０
〜７０％のしとで水と混合される。これは、例えば水５
０部：該ポリマー１部（重量部）の割合で膨潤させれば
良いことを示す。一方、微細な粉雪を形成させたい場合
、水膨潤性人工雪媒体のポリマーはその最高保水能力の
５〜５０％、より好ましくは５〜１５％の水膨潤性人工
雪媒体のもとて水と混合させる。これは、例えば水５〜
１５部：該ポリマー１部（重量部）の割合で膨潤させれ
ば良いことを示す。

本発明において、ポリマー系の水膨潤性人工雪媒体は、
その最大保水能力以下で所望の量の水と混合されること
により吸水する。このようにして調製された混合物はノ
ズルからスプレーすることにより、あるいは混合室内で
の機械的撹拌操作により外気に曝気される。この曝気の
意義はポリマー系の水膨潤性人工雪媒体が球状またはフ
レーク状のものであり、その外表面部位の水分がすくな
からず蒸発してこの部位の水分が相対的に低下すること
から、その後の凍結による人工雪化に際して、人工雪相
互の結合を抑制することになり重要なＭ義を有するもの
である。

水と水膨潤性人工雪媒体との混合物は、０℃またはそれ
以下の低温下で、例えば−５０−０℃の低温下で凍結さ
れる。凍結操作により、人工雪媒体内の水が雪結晶核へ
、ざらに追加の水分が凍結してくるので、温度の低下に
より人工雪の硬度は増加する。なお、ポリマー系の水膨
潤性人工雪媒体に含まれる水分の約５％が氷に変わると
きに、雪結晶の生成が観察された。凍結操作は混合物を
車両用テストコースに散イｂする前にあっては適当な冷
却手段により、また散布後にあってはテストコース基礎
路面中に埋設された冷却システムにより行なうことがで
きる。

以上のような凍結操作を経て、車両用テストコースの基
礎路面上に人工雪層が形成される。この人工雪をミクロ
的にみると、人工雪の各粒子の外表面部は主としてポリ
マ一層からなり、その内部は主として氷結体からなる。

このようなミクロ構造のため、本発明の人工雪は強度の
点で、めるいは降水・降雨・気温の上昇などによる融解
・氷解の抑制の点で優れたものになっていると考えられ
る。

また、水膨潤性人工雪媒体としてのポリマーにおいて、
その重合調製時に架橋剤による架橋密度を適度に調整す
ることによって、即らポリマー粒子内の架橋網により区
割されるセル数を調整することにより、人工雪の強度や
氷の保持特性を改善することができる。

本発明の人工雪を調製する方法として、前記した水とポ
リマー系の水膨ｎ性人工雪媒体とを混合して調製する方
法以外に、前記した両成分の混合に際して界面活性剤を
共存させる方法がある。水とポリマー系の水膨潤性人工
雪媒体との混合時に界面活性剤を共存させる場合、界面
活性剤の作用により水の表面張力は大幅に減じ、撹拌下
でポリマー内に水が吸水される際に、微小な気泡もポリ
マー内に連行される。そしてこの状態で凍結すると、ポ
リマーマトリックス内及び雪結晶マトリックス内に微小
な独立あるいは連通気泡が固定され、あたかも蜂の巣状
のセルが無数に形成される。

これらの気泡により、人工雪の断熱性やクッション性な
どが向上し、人工雪の雪質や氷の融解・氷解に良い影響
を与えることになる。本発明で使用する界面活性剤とし
ては、石けん及び洗剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン
界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤など
、界面活性作用を有するものであればいずれも使用でき
、特に制限されるものではない。より具体的には脂肪酸
の金属塩（石けん）、アルキル硫酸塩、アルキルＴａ酸
エステル、直鎖または分岐アルキルベンゼンスルホネー
ト、ドデシルベンセンスルホネート、高級アミノハロゲ
ン酸塩、第四級アンモニウム塩、ポリエチレン（ポリプ
ロピレン）グリコールアルキルエーテル、ポリエチレン
（ポリプロピレン）グリコール脂肪酸エステル、ソルビ
タン脂肪酸エステル、アミノ酸化合物などが挙げられる
。なお、隘イオンまたは陽イオン界面活性剤を使用する
ときは、人工雪粒子が陰イオン性または陽イオン性にな
るため雪結晶は相互に排斥、即ち人工雪粒子が相互にａ
着したり、結合したりするのが抑制されるので好ましい
。

本発明において、天然の雪およびそれが凍結した状態に
極ツノ酷似した、近似した路面でのテストを可能にする
ために、前記したポリマー系の水膨潤性人工雪媒体をベ
ースとした人工雪のほかに、他の人工雪を使用すること
ができる。例えば、人工雪して圧縮空気を断熱膨脹させ
ることにより寒冷空気とし、これに微小な水滴粒を供給
して人工雪としたもの、スノウマシン・スノウガンで製
雪したものなどを使用することができる。この種の人工
雪は単独で、あるいは前記のポリマーをベースとした人
工雪と任意の割合で混合して使用される。これにより雪
質が豊富なものとなり、人工雪層上での車両テストの内
容が充実することになる。

以上のようにして本発明の車両用テストコース上に形成
される人工雪層は、凍結温度の管理により、水膨潤性人
工雪媒体としてのポリマーの種類や架橋密度の管理によ
り、吸水量の管理により、あるいは界面活性剤の使用に
より種々の雪質をもったものにすることができる。

従って、本発明により種々の特性をもった車両テスト用
の積雪路、またはこれを単に凍結、あるいは散水のうえ
凍結した凍結路を容易に確保することができるため、本
発明の車両用テストコースは車両の開発にとって極めて
有用なものである。

また、本発明により車両テスト用の積雪路または凍結路
が、従来の冬期という季節的制約あるいは場所的制約を
うけることなく車両開発部署に近接して確保することが
できる。

ざらに、本発明の車両用テストコースは、新しい車両の
開発にとって不可欠のものであるが、テスト期間以外は
人ニスキー場などの遊戯施設として活用し、その経済的
価値を高めることができる。

（実施例）以下、本発明を実施例により更に詳しく説明する。

水と混合し、雪結晶を製造するために凍結される水膨潤
性のポリマー（人工雪媒体）を以下の成分から調製した
。

水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−１ｏｏｒＩ
ｄ！アクリルアミドモノマー　・・・・・・・・・・・
・・−２０ｄテトラメチルエチレンジアミン・・・・・
・・・・　１ＷＩｉ７％過硫酸アンモニウム　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・　４ｒｄメチレンビスア
クリルアミド（架橋剤０．００２〜０．００５％）・・・・・・Ｏ〜
４ｇ界面活性剤（任＠）　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・０〜５０ｒＩＩｉ前記各成分を良前記合成、
発熱的に重合反応させた。これにより自重の５０〜１０
０倍の水を保水することができる高度に架橋されたポリ
アクリルアミドのゲルが得られる。生成したゲル体を乾
燥し、粉末に粉砕するか、またはフレーク状もしくは顆
粒に成形した。供給ホッパーからのポリアクリルアミド
粉末と、給水タンクからの水は、水５０重量部：ポリア
クリルアミド１重量部の割合で混合室に供給され、ここ
でポリマーがその最大保水能力の約５０％にあたる水を
吸収するように撹拌下に混合される。このようにして得
られた吸水ポリマー粉末を、空気圧縮機によって形成さ
れた空気流に供給して曝気するとともに車両用テストコ
ースの基礎路面上に多数の配列したノズル群より散布す
る。基礎路面下には、冷凍パイプが埋設されており、該
冷凍パイプは冷却システムに接続され、冷凍液が循環さ
れる。

車両用テストコースの基礎路面は冷却システムにより０
℃以下に冷却されているので、ノズル群からスプレー放
散されたポリアクリルアミド粒子中の水が凍結しはじめ
る。

水の５％が凍結した時点で、雪結晶が生成することが観
察され、かつ雪結晶はポリマー粒子中に吸水された残余
の水分のまわりに凍結したシェルを形成するようになる
。また、ポリアクリルアミドは高度に架橋しているため
、ポリマー粒子中の架橋網で仕切られたセル（あるいは
ボア）は非常に小さく、ここに相互に結合することなく
氷が閉じこめられるようになり、安定した人工雪が形成
される。このようにして基礎路面上に人工雪層が形成さ
れ、車両用テストコースが完成する。

第１図に前記車両用テストコースの一部断面図を示す。

第１図中、１は基礎路面、２は基礎路面上に形成された
人工雪層、３は基礎路面中に埋設された冷却用の冷却パ
イプをそれぞれ示す。

以上の実施例は、単なる例示であり、本発明の技術思想
を逸脱しない限り種々の変更が可能である。

例えば、車両用テストコースの周囲に危険防止のためや
、ｇ＆解・氷解して流れ出す人工雪を回収しやすくする
ためにフェンスや排水溝を設けることができる。

また、人工雪の雪質を、水対ポリマー、冷却温度、使用
するポリマーの種類、ポリマーの架橋密度、界面活性剤
の使用、雪結品の寸法、ポリマー系の人工雪と非ポリマ
ー系の人工雪とのブレンドなどから任意に変更させるこ
とができ、テスト内容を充実させることができる。

この他、人工雪層をタイヤローラーヤダンプで踏み固め
た路面（圧雪路）とすることも、また前記圧雪路上で乗
用車による制動をくり返しツルツルにした路面（滑り易
い圧雪路、ツルツル圧雪路）とすることも、ざらには前
記圧雪路上に水を霧状に撒布し１、次いでタイヤローラ
ーなどで転圧して凍結させた路面（凍結路、水盤〉とす
ることも可能であり、これら各種の路面を形成すること
により車両テストの内容を充実させることができる。

（発明の効果〕本発明により、天然の積雪路や凍結に酷似した車両用テ
ストコースが人工雪を使用することにより再現させるこ
とができる。

また、本発明は雪質を適宜変更させることができるとい
う自由度をもっており、種々の条件をもつ車両用テスト
コースが容易に形成される。

従って、本発明の車両用テストコースは、新しい車両構
造、タイヤ構造の開発において不可欠のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、基礎路面上に人工雪層を形成してなる本発明
の車両用テストコースの一部断面図である。１：基礎路面２：人工雪層３：冷却パイプ

Claims

【特許請求の範囲】（１）冷却用パイプを埋設しているかあるいは埋設して
いない基礎路面上に、人工雪層を形成してなることを特
徴とする車両用テストコース。（２）人工雪層の人工雪が、（ｉ）水と水膨潤性人工雪媒体とを該水膨潤性人工雪媒
体の最大保水能力以下の状態で混合する工程、（ｉｉ）混合物を冷却して水膨潤性人工雪媒体内に雪結
晶を生成させる工程、により製造されるものである特許請求の範囲第１項に記
載の車両用テストコース。（３）水膨潤性人工雪媒体が、水溶液中において高いゲ
ル強度をもつて膨潤する高分子材料である特許請求の範
囲第２項に記載の車両用テストコース。（４）水膨潤性人工雪媒体が、アクリロニトリル、アク
リルアミド、Ｎ−メチロ−ルアクリルアミド、アクリル
酸、アクリル酸塩、メタクリル酸、メタクリル酸塩、酢
酸ビニル、ビニルオキサゾリジノン、スチレン、ビニル
エーテル、スチレンスルホン酸およびスチレンスルホン
酸塩から選ばれる不飽和単量体のホモポリマー及び／又
はコポリマーである特許請求の範囲第３項に記載の車両
用テストコース。（５）コポリマーがデンプンとセルロース繊維から選ば
れる多糖類にグラフト共重合されたものである特許請求
の範囲第４項に記載の車両用テストコース。（６）水膨潤性人工雪媒体が、水中で自重の１０〜１０
００倍の水を吸収するものである特許請求の第２項に記
載の車両用テストコース。（７）硬い人工雪を形成するために、水膨潤性人工雪媒
体はその最大保水能力の３０〜８０％において水と混合
される範囲第２項に記載の車両用テストコース。（８）微細な粉雪状の人工雪を形成するために、水膨潤
性人工雪媒体はその最大保水能力の５〜５０％において
水と混合される特許請求の範囲第２項に記載の車両用テ
ストコース。（９）人工雪層の人工雪が、（ｉ）水、水膨潤性人工雪媒体、及び水膨潤性人工雪媒
体内で形成される雪結晶に微細気泡による蜂の巣効果を
付与するための界面活性剤とを、該水膨潤性人工雪媒体
の最大保水能力以下の状態で混合する工程、（ｉｉ）混合物を冷却して水膨潤性人工雪媒体内に雪結
晶を生成させる工程、により製造されるものである特許請求の範囲第１項に記
載の車両用テストコース。（１０）界面活性剤が、陰イオン界面活性剤、陽イオン
界面活性剤、両性界面活性剤、および非イオン界面活性
剤から選ばれるものである特許請求の範囲第９項に記載
の車両用テストコース。（１１）混合物が、−５０℃ないし０℃の温度範囲にお
いて凍結される特許請求の範囲第２項に記載の車両用テ
ストコース。（１２）人工雪層の人工雪が、圧縮空気を断熱膨脹させ
て生じた寒冷空気中に微小水滴を供給することにより製
造したものである特許請求の範囲第１項に記載の車両用
テストコース。（１３）人工雪層の人工雪が、（１）水と水膨潤性人工雪媒体とを、該水膨潤性人工雪
媒体のを最大保水能力以下の状態で混合し、次いで該混
合物を冷却して水膨潤性人工雪媒体内に雪結晶を生成さ
せるようにして製造したもの、及び、（２）圧縮空気を断熱膨脹させて生じた寒冷空気中に微
小水滴を供給することにより製造したもの、との任意の混合物である特許請求の範囲第１項記載の車
両用テストコース。（１４）人工雪層の人工雪が、（１）水、水膨潤性人工雪媒体、及び水膨潤性人工雪媒
体内で形成される雪結晶に微細気泡による蜂の巣効果を
付与するための界面活性剤とを、該水膨潤性人工雪媒体
の最大保水能力以下の状態で混合し、次いで該混合物を
冷却して水膨潤性人工雪媒体内に雪結晶を生成させるよ
うにして製造したもの、及び、（２）圧縮空気を断熱膨脹させて生じた寒冷空気中に微
小水滴を供給することにより製造したもの、との任意の混合物である特許請求の範囲第１項記載の車
両用テストコース。（１５）車両用テストコースが、インドアーあるいはア
ウトドアータイプのものである特許請求の範囲第１項記
載の車両用テストコース。