図面 (/)

技術 摩耗試験装置

出願人 横浜ゴム株式会社
発明者 木谷友翔
出願日 2016年8月23日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2016-162461
公開日 2018年3月1日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2018-031614
状態 特許登録済
技術分野 機械的応力負荷による材料の強さの調査
主要キーワード クサビ体 相手片 伝導ベルト 摩耗カス 回転軸体 伝達部品 圧着機構 近接離反
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年3月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

簡便に複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を把握することができる摩耗試験装置を提供する。

解決手段

ゴムサンプルS1、S2が保持される複数の保持部3を有して、それぞれの保持部3に保持されているゴムサンプルS1、S2を、回転している回転体4の円周面に対して、圧着機構5によって独立して同時に圧着させた状態にして、その際に生じるそれぞれのゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRを下方に落下させて、それぞれの摩耗カスRの量を相対比較する。

概要

背景

従来、ゴム耐摩耗性を評価する試験機として、DIN摩耗試験機ウィリアムス摩耗試験機が知られている。これらの試験機は、基本的に1つのゴムサンプル毎に試験を行うため、複数のゴムサンプルについての試験結果を得るには相応の時間を要し、或いは、複数の試験機が必要になる。

複数のゴムサンプルを同時に試験する装置としては、例えば、一本の軸に複数のゴムサンプル(試験片)を取付け、他方の一本の軸に複数の相手片を取付ける試験装置が提案されている(特許文献1参照)。この試験装置では、ゴムサンプルと相手片との対向するどうしを加圧装置によって所定の加圧力圧着させて、互いの間にすべりを生じさせて回転駆動することでゴムサンプルを摩耗させる構造になっている。

しかしながら、この提案の試験装置では、それぞれのゴムサンプルが独立して相手片に圧着される構造ではなく、それぞれが一緒に圧着される構造になっている。そのため、単位時間当たりの摩耗量が異なるゴムサンプルを同時に試験すると、相対的に摩耗し易いゴムサンプルに対する加圧力は小さくなる。それ故、それぞれのゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を正確に判断することができず、改善の余地がある。

概要

簡便に複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を把握することができる摩耗試験装置を提供する。ゴムサンプルS1、S2が保持される複数の保持部3を有して、それぞれの保持部3に保持されているゴムサンプルS1、S2を、回転している回転体4の円周面に対して、圧着機構5によって独立して同時に圧着させた状態にして、その際に生じるそれぞれのゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRを下方に落下させて、それぞれの摩耗カスRの量を相対比較する。

目的

本発明の目的は、簡便に複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を把握することができる摩耗試験装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

ゴムサンプルが保持される保持部と、前記ゴムサンプルが接触する円周面を有する回転体と、前記保持部に保持されている前記ゴムサンプルに、前記円周面に向けた加圧力を付与する圧着機構とを備えた摩耗試験装置において、前記保持部を複数有して、それぞれの保持部に保持されている前記ゴムサンプルが、回転している前記回転体の前記円周面に対して、独立して同時に圧着された状態になって、それぞれの前記ゴムサンプルの前記円周面に接触して発生する摩耗カスが下方に落下する構成にしたことを特徴とする摩耗試験装置。

請求項2

前記回転体が手動により回転駆動される構成にした請求項1に記載の摩耗試験装置。

請求項3

それぞれの前記ゴムサンプルが、接触する前記回転体とは接触面での速度を異ならせて逆回転で駆動されて前記円周面に接触する構成にした請求項1または2に記載の摩耗試験装置。

請求項4

それぞれの前記ゴムサンプルの前記摩耗カスが個別に収容される収容箱を備えた請求項1〜3のいずれかに記載の摩耗試験装置。

請求項5

それぞれの前記ゴムサンプルの前記摩耗カスの重量を測定する重量計を備えた請求項1〜4のいずれかに記載の摩耗試験装置。

請求項6

前記回転体の回転方向を一方向に規制する回転方向規制機構を備えた請求項1〜5のいずれかに記載の摩耗試験装置。

技術分野

0001

本発明は、摩耗試験装置に関し、さらに詳しくは、簡便に複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を把握することができる摩耗試験装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、ゴムの耐摩耗性を評価する試験機として、DIN摩耗試験機ウィリアムス摩耗試験機が知られている。これらの試験機は、基本的に1つのゴムサンプル毎に試験を行うため、複数のゴムサンプルについての試験結果を得るには相応の時間を要し、或いは、複数の試験機が必要になる。

0003

複数のゴムサンプルを同時に試験する装置としては、例えば、一本の軸に複数のゴムサンプル(試験片)を取付け、他方の一本の軸に複数の相手片を取付ける試験装置が提案されている(特許文献1参照)。この試験装置では、ゴムサンプルと相手片との対向するどうしを加圧装置によって所定の加圧力圧着させて、互いの間にすべりを生じさせて回転駆動することでゴムサンプルを摩耗させる構造になっている。

0004

しかしながら、この提案の試験装置では、それぞれのゴムサンプルが独立して相手片に圧着される構造ではなく、それぞれが一緒に圧着される構造になっている。そのため、単位時間当たりの摩耗量が異なるゴムサンプルを同時に試験すると、相対的に摩耗し易いゴムサンプルに対する加圧力は小さくなる。それ故、それぞれのゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を正確に判断することができず、改善の余地がある。

先行技術

0005

登録実用新案第3003469号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、簡便に複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を把握することができる摩耗試験装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため本発明の摩耗試験装置は、ゴムサンプルが保持される保持部と、前記ゴムサンプルが接触する円周面を有する回転体と、前記保持部に保持されている前記ゴムサンプルに、前記円周面に向けた加圧力を付与する圧着機構とを備えた摩耗試験装置において、前記保持部を複数有して、それぞれの保持部に保持されている前記ゴムサンプルが、回転している前記回転体の前記円周面に対して、独立して同時に圧着された状態になって、それぞれの前記ゴムサンプルの前記円周面に接触して発生する摩耗カスが下方に落下する構成にしたことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、複数のゴムサンプルの耐摩耗性を試験するに際しては、回転している回転体の円周面に対して、それぞれのゴムサンプルが独立して同時に圧着された状態になるため、互いのゴムサンプルの摩耗具合に影響を受けることなく、それぞれのゴムサンプルの正確な相対的な耐摩耗性を把握することが可能になる。また、それぞれのゴムサンプルの円周面に接触して発生する摩耗カスが下方に落下するので、それぞれの摩耗カスを目視してその量を相対比較するだけで、相対的な耐摩耗性を簡便に把握できる。

図面の簡単な説明

0009

本発明の摩耗試験装置を平面視で例示する説明図である。
図1の摩耗試験装置を正面視で例示する説明図である。
図1の摩耗試験装置を側面視で例示する説明図である。
回転方向規制機構を側面視で例示する説明図である。
摩耗試験装置の別の実施形態を平面視で例示する説明図である。
図5の摩耗試験装置を側面視で例示する説明図である。

実施例

0010

以下、本発明の摩耗試験装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

0011

図1図3に例示する本発明の摩耗試験装置1(以下、試験装置1という)は、複数のゴムサンプルS1、S2に対して同時に摩耗試験を行なうことができる。この試験装置1は、それぞれのゴムサンプルS1、S2が保持される保持部3と、それぞれのゴムサンプルS1、S2に対向する回転体4と、それぞれのゴムサンプルS1、S2に対する圧着機構5とを備えている。これら部品はそれぞれ、ベース2の上に立設された支持フレームによって直接または間接的に支持されている。この実施形態では、さらに、それぞれのゴムサンプルS1、S1の下方に配置された収容箱6を有していて、試験装置1の大部分が安全カバー13により覆われている。

0012

保持部3は、ゴムサンプルS1、S2の数に対応して複数(この実施形態では2つ)設けられている。この保持部3は、回転駆動される回転軸体になっている。保持部3は、円盤状のゴムサンプルS1、S2を保持して回転させる。

0013

それぞれの回転体4は、ゴムサンプルS1、S2が接触する円周面を有していて、例えば、回転駆動される円盤状の砥石が用いられる。それぞれのゴムサンプルS1、S2と、それぞれのゴムサンプルS1、S2に対向する回転体4の円周面どうしが接触する。

0014

圧着機構5は、それぞれのゴムサンプルS1、S2毎に個別に設けられている。それぞれの圧着機構5は、それぞれのゴムサンプルS1、S2に対して、対向する回転体4の円周面に向けた加圧力を付与する。

0015

それぞれの圧着機構5は、ベース2の上に立設された支持フレーム上に、保持部3を支持するスライドフレーム5aを有している。スライドフレーム5aは、対向する回転体4に対して近接離反する方向にスライド可能になっている。スライドフレーム5aに対しては例えば、対向する回転体4に近接する方向に付勢するバネ等の弾性体またはが取り付けられたワイヤなどの紐状体が接続される。このような弾性体や錘により、スライドフレーム5aが回転体4に向かって付勢されることで、それぞれのゴムサンプルS1、S2に加圧力が付与される。

0016

弾性体の仕様や錘の重量を変えることにより、ゴムサンプルS1、S2に対して任意の加圧力を付与することができる。圧着機構5は、この実施形態に例示した構造に限らず、それぞれのゴムサンプルS1、S2を独立して回転体4の円周面に圧着させる構造を採用することができる。

0017

それぞれの回転体4が取り付けられている回転軸4aの一端部にはハンドル12が装着されている。ハンドル12だけは、安全カバー13の外部に配置されている。この回転軸4aを中心にしてハンドル12を手動にて一方向に回転させることにより、それぞれの回転体4は一方向に回転駆動される。

0018

回転軸4aにはギヤ9a、9b取り付けられていて、それぞれのギヤ9a、9bに噛み合う別のギヤ9c、9dが下方に設置されている。これらギヤ9c、9dと同軸プーリ10a、10bが設けられている。それぞれの保持部3に接続された軸には、別のプーリ10c、10dが設けられている。プーリ10aとプーリ10cとが円周面を対向して配置され、プーリ10bとプーリ10dとが円周面を対向して配置されている。対向するプーリ10aとプーリ10cの間、プーリ10bとプーリ10dとの間にはそれぞれ、伝導ベルト11a、11bが張設されている。

0019

ハンドル12を一方向に回転させると、回転軸4aが一方向に回転駆動され、ギヤ9a、9bおよびそれぞれの回転体4も回転軸4aを中心にして一方向に回転駆動される。ギヤ9a、9bの回転に伴い、噛み合うギヤ9c、9dおよびそれぞれのプーリ10a、10bは他方向に回転駆動される。これにより、それぞれのプーリ10c、10dおよびゴムサンプルS1、S2も他方向に回転駆動される。したがって、それぞれの回転体4とそれぞれのゴムサンプルS1、S2とは逆回転した状態で円周面どうしが接触する。

0020

この際に、接触する回転体4とゴムサンプルS1、S2との接触面での互いの速度(周速度)を異ならせている。即ち、回転駆動されている回転体4に対してゴムサンプルS1、S2をスリップさせて接触させることでゴムサンプルS1、S2を摩耗させる。回転体4とゴムサンプルS1、S2との接触面での速度比スリップ率)は、回転体4とゴムサンプルS1、S2との外径比率や、対向するギヤ9やプーリ10の外径の比率等によって任意に設定することができる。この接触面でのゴムサンプルS1、S2の速度は例えば、回転体4の速度の5%〜250%に設定する。

0021

また、ゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRが下方に落下するように、それぞれのゴムサンプルS1、S2および回転体4の回転方向が設定されている。したがって、それぞれのゴムサンプルS1、S2と回転体4とは、対向する相手に向かって上から下に回転駆動される。収容箱6は、それぞれのサンプルS1、S2の回転体4と接触する位置の下方を中心にして配置するとよい。

0022

次に、この試験装置1を用いてそれぞれのゴムサンプルS1、S2に対して摩耗試験を行なう方法を説明する。

0023

それぞれの保持部3に、試験対象となるゴムサンプルS1、S2を保持させる。例えば、ゴム種の異なるゴムサンプルS1、S2を保持させる。或いは、同じゴム種であっても配合剤を異ならせた、または、配合剤の配合割合を異ならせたゴムサンプルS1、S2を保持させる。

0024

次いで、それぞれの圧着機構5によって、それぞれのゴムサンプルS1、S2に所定の加圧力を付与する。例えば、それぞれのゴムサンプルS1、S2に対して同じ大きさの加圧力を付与する。

0025

次いで、ハンドル12を手動にて回転させる。これにより、それぞれのゴムサンプルS1、S2を、対向する回転体4とは逆回転で駆動して、対向する回転体4の円周面に所定の加圧力で圧着させる。それぞれのゴムサンプルS1、S2は、回転駆動されている回転体4にスリップして接触することで摩耗し、その摩耗カスRが下方に落下する。落下した摩耗カスRは、それぞれの収容箱6に個別に収容される。

0026

本発明の試験装置1では、回転している回転体4の円周面に対して、それぞれのゴムサンプルS1、S2が独立して同時に圧着された状態になる。それ故、それぞれのゴムサンプルS1、S2は、互いのゴムサンプルS1、S2の摩耗具合に影響を受けることなく、常に所定の加圧力が付与された状態で摩耗試験が行われる。したがって、それぞれのゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRの量(体積または重量)を相対比較すれば、それぞれのゴムサンプルS1、S2の正確な相対的な耐摩耗性(単位時間当たりの摩耗量)を把握することが可能になる。

0027

しかも、それぞれのゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRが下方に落下するので、それぞれの摩耗カスRを目視して、その量を相対比較すれば、それぞれのゴムサンプルS1、S2の相対的な耐摩耗性を簡便に把握できる。尚、摩耗試験中のスライドフレーム5aのスライド量は僅かなので、伝導ベルト11a、11bの張力が過小になることはなく、それぞれのゴムサンプルS1、S2および回転体4の回転駆動には影響がない。尚、ゴムサンプルS1、S2の摩耗量が多い場合や試験時間が長時間になってスライドフレーム5aのスライド量が大きくなる場合は、例えば、テンショナーを設けて伝導ベルト11a、11bの張力を一定に保つようにすればよい。

0028

この実施形態では、手動によってそれぞれのゴムサンプルS1、S2および回転体4を回転駆動させるので、試験装置1の操作者は、ゴムサンプルS1、S2を摩耗させるために要する力(回転駆動力)を実感することができる。手動により入力した回転駆動力と、摩耗カスRの量とを関連付けて実感させることによって、試験装置1の操作者には、それぞれのゴムサンプルS1、S2の耐摩耗性をより強く印象付けることができる。したがって、展示会などの催事において、来場者に試験装置1を操作してもらうことで、ゴムサンプルS1、S2の相対的な耐摩耗性を強くアピールすることができる。

0029

ハンドル12を予め設定された一方向とは逆方向に回転させると、摩耗カスRは上方に飛散する。そこで、このような不具合を防止するには、ハンドル12の回転方向(一方向を示す矢印など)を安全カバー13などに明示しておくとよい。

0030

或いは、図4に例示するように、回転体4の回転方向を一方向に規制する回転方向規制機構7を設けることもできる。この回転方向規制機構7は、ギヤ9aの外周歯に対して所定の角度で接触するように常に付勢されたクサビ体7aを備えている。クサビ体7aは支軸7bによって回動可能に軸支されている。

0031

ハンドル12(ギヤ9a)が一方向に回転する場合は、ギヤ9aの外周歯がクサビ体7aを付勢力対抗して支軸7bを中心にして回動させるので、ハンドル12(ギヤ9a)を一方向に円滑に回転駆動させることができる。これにより、回転体4およびそれぞれのゴムサンプルS1、S2も円滑に回転駆動される。ハンドル12(ギヤ9a)が一方向とは逆回転する場合は、クサビ体7aがギヤ9aの外周歯と外周歯との間に入り込んだままとなり、ハンドル12(ギヤ9a)の回転がロックされる。したがって、回転体4およびそれぞれのゴムサンプルS1、S2が回転駆動されることはない。回転体4の回転方向を一方向に規制することができれば、その他の回転方向規制機構7を用いることもできる。

0032

図5、6に例示するように、それぞれのゴムサンプルS1、S2の摩耗カスRを測定する重量計8を設けることもできる。例えば、それぞれの収容箱6を重量計8に載置する。これにより、それぞれの摩耗カスRの重量がリアルタイムで正確に把握できるので、複数のゴムサンプルの相対的な耐摩耗性を一段と把握し易くなる。

0033

摩耗試験を継続することで、回転体4の円周面には摩耗カスRが付着して累積する。摩耗カスRの付着量が過大になると、摩耗具合にも影響が生じるので、回転体4の円周面に接触するスクレーパ等を設けて、摩耗カスRを円周面から除去する構成にするとよい。

0034

ハンドル12から入力された回転駆動力を、それぞれの回転体4およびゴムサンプルS1、S2に伝達する機構は、この実施形態に例示した機構に限らず、種々の伝達部品伝達機構を用いることができる。例えば、伝導ベルト11a、11bの滑りによる伝達率の低下を回避するために歯付きベルト等を用いることもできる。

0035

この実施形態では、2つのゴムサンプルS1、S2を同時に試験する仕様になっているが、例えば、3つ以上を同時に試験する仕様にすることもできる。この場合は、同時に試験を行なうゴムサンプルの数に合わせた保持部3、圧着機構5を設ければよい。回転体4の数もゴムサンプルの数に合わせた仕様にすることもできるが、例えば、1つの回転体4を挟んで2つのゴムサンプルを対置させた仕様にすることで、1つの回転体4の円周面に対して2つのゴムサンプルを同時に接触させて試験を行なうことができる。

0036

この試験装置1は、それぞれのゴムサンプルS1、S2に付与する加圧力やスリップ率を同じにした同一条件下における相対的な耐摩耗性を把握するだけでなく、様々な摩耗試験を行なうことができる。例えば、同じ仕様のゴムサンプルS1に対して、条件(加圧力やスリップ率)を異ならせて同時に摩耗試験をすることもできる。この摩耗試験によって、その仕様のゴムサンプルS1の耐摩耗性に対して、異ならせた条件がどの程度影響するのか、相対的な影響度を簡便に把握できる。

0037

それぞれの回転体4およびゴムサンプルS1、S2は、手動により回転駆動させるのではなく、モータ等の駆動源を用いて回転駆動させることもできる。この場合は、例えば、図1の回転軸4aを回転させるモータ等を設ければよい。

0038

この実施形態では、それぞれのゴムサンプルS1、S2を回転駆動しているが、回転する回転体4の円周面に対して、それぞれのゴムサンプルS1、S2を不動状態で圧着させることもできる。例えば、ブロック状のゴムサンプルS1、S2を保持部3により保持して、回転体4の円周面に圧着させて摩耗させることもできる。

0039

それぞれのゴムサンプルS1、S2を不動状態で圧着させる仕様の場合は、試験装置1の構造をより簡素化することが可能になる。一方、この実施形態のように、それぞれのゴムサンプルS1、S2を回転駆動する仕様の場合は、ゴムサンプルS1、S2の一部が極端に摩耗することがなく円周面が一様に摩耗するので、より安定した評価をし易くなる。

0040

1摩耗試験装置
2ベース
3 保持部
4回転体
4a回転軸
5圧着機構
5aスライドフレーム
6収容箱
7回転方向規制機構
7aクサビ体
7b支軸
8重量計
9(9a、9b、9c、9d)ギヤ
10(10a、10b、10c、10d)プーリ
11a、11b伝導ベルト
12ハンドル
13 安全カバー
S1、S2ゴムサンプル
R 摩耗カス

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ