JP2000227387A - ゴム破壊試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム試験片に対して欠け等の破壊を生じさせ
るゴム破壊試験機において、短時間でゴム試験片の変形
を促すことなく破壊を生じさせるようにする。 【解決手段】 車輪状のゴム試験片２が回転しながら走
行する走行路面３上に、前記ゴム試験片２に欠け等の破
壊を促すための突起部２８を設け、前記ゴム試験片２が
走行する方向Ｃに対して該ゴム試験片２の向きを傾斜さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム材料に対して
強制的に欠けや傷等の破壊を生じさせ、その欠け具合等
の評価により当該ゴム材料の用途（例えば、タイヤ用や
クローラ用）を判断するためのゴム破壊試験機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のゴム破壊試験機は、例えば、車輪
状に形成したゴム試験片を、回転ドラム上やターンテー
ブル上等に形成した走行路面に対して荷重をもって圧接
し、該走行路面を回転駆動することによりゴム試験片を
回転させながら走行させて破壊を生じさせるものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
ては、ゴム試験片を平面状の走行路面上で走行させるだ
けであるため、ゴム破壊を生じるためには長時間を要す
るという欠点があり、また、長時間走行による摩擦等で
ゴム材料が軟化、変形すると適正な評価が困難、又は不
可能となるものであった。そこで、本発明は、短時間で
ゴム試験片の変形を促すことなく欠け等の破壊を生じさ
せることができるゴム破壊試験機を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の技術的手段を講じている。本発明に
係るゴム破壊試験機は、車輪状のゴム試験片が回転しな
がら走行する走行路面上に、前記ゴム試験片に欠け等の
破壊を促すための突起部を設けたことを特徴とするもの
である。すなわち、走行路面上に突起部を形成すること
で、該突起部がゴム試験片に高い圧力で食い込むように
接触し、これにより短時間で確実に破壊を生じさせるこ
とが可能となるのであり、そのため、長時間走行に伴う
ゴム材料の軟化、変形等を防止することができ、適正な
評価が行えるようになる。

【０００５】また、本発明は、車輪状のゴム試験片が回
転しながら走行路面上を走行するゴム破壊試験機であっ
て、前記ゴム試験片が走行する方向に対して該ゴム試験
片の向きを傾斜させたことを特徴とするものである。こ
のような構成により、走行路面上でゴム試験片にスリッ
プが生じることとなり、その摩擦と該摩擦による歪みに
よりゴム試験片の破壊が促されるようになる。また、こ
の構成に加えて走行路面に突起部を形成することで、突
起部上でのスリップにより該突起部がゴム試験片を引っ
掻くように作用するとともに、突起部がゴム試験片に食
い込むことによる摩擦力の増大で該ゴム試験片の歪みが
大きくなり、より破壊が促進されるものとなる。

【０００６】すなわち、走行路面上に突起部を設ける構
成と、ゴム試験片の向きに傾斜をもたせる構成とを組み
合わせることで各構成が有する作用を相互に向上し、こ
れにより確実に破壊を生じさせることができるのであ
る。前記ゴム試験片の傾斜角度は、３°〜１５°の範囲
に設定するのが好ましく、これは、３°よりも小さく設
定した場合、スリップによる摩擦抵抗が少なくなって破
壊を生じるために長時間を有することとなり、１５°よ
りも大きく設定した場合には、摩擦抵抗が大きくなりす
ぎてゴム試験片が回転しがたくなるとともに変形が大き
くなり、評価が困難なものとなるからである。従って、
３°から１５°の範囲に設定することで短時間で好適に
破壊を生じさせることが可能となり、適正な評価も行え
るようになる。

【０００７】また、上記傾斜角度を可変設定可能とする
ことにより、ゴム材料の性質（硬度等）に合わせて試験
条件を変更できるようになる。前記突起部は、走行路面
に対して着脱自在に設けるのが好ましく、これにより、
突起部に摩耗や損傷が生じた場合に、交換が可能とな
る。なお、前記走行路面は、回転するドラム外面や、循
環回走するコンベア外面により形成することが可能であ
るが、円盤状のテーブルの上面に形成するのが好まし
い。これによって、テーブルの円周上で複数のゴム試験
片を同時に走行させることが可能となり、効率向上を図
りながら装置をコンパクトにすることが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。本発明に係るゴム破壊試験機１は、
評価対象となるゴム材料２ａをハブ２ｂの外周部に備え
た車輪状のゴム試験片２を走行路面３上で走行させるこ
とにより、当該ゴム材料２ａに対して欠けや傷等の破壊
を強制的に生じさせ、この破壊の評価によりゴム材料２
ａの用途の適性を判断するためのものであり、全体を示
す図２において、本体フレーム４と、ゴム試験片２を装
着する支持フレーム５と、前記走行路面３を形成するタ
ーンテーブル６と、配電盤７等とを備えて主構成されて
いる。

【０００９】前記本体フレーム４は下部フレーム８と上
部フレーム９とからなり、下部フレーム８は箱型に形成
されていて、内部にターンテーブル６用の電動モータ等
の回転駆動体１０を備えている。前記回転駆動体１０の
出力軸には上下方向の回転軸１１が連結されており、該
回転軸１１の上端は下部フレーム８から上方突出してい
る。また、前記ターンテーブル６は円盤状に形成されて
いて外周側の上面をゴム試験片２の走行路面３としてお
り、その中央部に前記回転軸１１の上端が固定されてい
る。

【００１０】したがって、回転駆動体１０を作動して回
転軸１１を回転することでターンテーブル６がその中心
を回転軸心として回転し、これにより走行路面３上に接
触したゴム試験片２が回転軸１１の軸心まわりに走行
（走行路面３に相対して移動）するようになっている。
なお、本実施形態では、ターンテーブル６の回転速度を
約２〜９ｋｍ／ｈとしており、そのため、回転駆動体１
０は回転速度を可変設定可能な可変モータとしている。

【００１１】下部フレーム８上には、配電盤７および上
部フレーム９が横並びに配設されており、配電盤７は、
前記回転駆動体１０等の動作を制御し、前記上部フレー
ム９は、支柱９Ａと上枠９Ｂによって矩形枠型に形成さ
れている。前記支持フレーム５は、上枠９Ｂから垂下し
た状態で固定された支持杆１３と、該支持杆１３の下端
に設けた支持部材１４とを備え、前記支持部材１４は、
円盤状又は水平方向に突出したアーム状に形成され、そ
の外周部（外端部）には、ゴム試験片２を装着するため
の取付部１５を支持杆１３廻りに複数（本実施形態では
３つとした）等間隔に備えている。

【００１２】前記取付部１５は、上下方向の取付軸１６
と、該取付部１６の下端に設けた取付ブラケット１７と
を有し、この取付ブラケット１７に対し、前記ゴム試験
片２が回転軸１８を介して回転自在で且つ着脱自在に装
着されるようになっている。また、取付軸１６の上部に
は、ゴム試験片２に対して荷重を付与するウエイト１９
が設けられ、該ウエイト１９によってゴム試験片２をタ
ーンテーブル６上に圧接するようにしており、これによ
りゴム試験片２に欠けや傷等を生じさせ易くしている。

【００１３】前記取付軸１６と支持部材１４との間に
は、ゴム試験片２の取付軸１６の軸心まわりの取付角度
を調整又は固定自在とする角度設定手段２０を備えてい
る。この角度設定手段２０の１例として図６を参照して
説明すると、前記支持部材１４に筒軸状の中継軸２１を
スプライン嵌合等により上下移動自在に備え、該中継軸
２１内に前記取付軸１６を回動自在に挿通し、前記中継
軸２１の上面に、放射溝を形成した一対の座（菊座）の
一方２２Ａを固定するとともに、取付軸１６に、一方の
座２２Ａの放射溝に嵌合可能な溝を有する他方の座２２
Ｂを挿通し、中継軸２１の上下で取付軸１６上に螺合し
た上下固定ボルト２３Ａ，２３Ｂを締め付けることによ
り、中継軸２１に対する取付軸１６の回動を規制してゴ
ム試験片２を所定角度で固定するようになっている。

【００１４】また、固定ボルト２３Ａ，２３Ｂを暖める
ことで取付軸１６の回動が許容され、ゴム試験片２の取
付軸１６の軸心まわりの取付角度を可変設定可能として
いる。なお、前記中継軸２１を上下移動可能とすること
によりウエイト１９の荷重をゴム試験片２に伝えて走行
路面３に圧接可能であり、前記ウエイト１９は、取付軸
１６に挿脱自在に挿通されて該取付軸１６上の受け部材
２４に支持され、取り替えることで荷重を変更可能とし
ている。

【００１５】また、上記ではそれぞれのゴム試験片２に
対して個別にウエイト１９を設けているが、各中継軸２
１を省略して支持部材１４と取付軸１６との間でゴム試
験片２の取付角度を変更可能に構成し、上枠９Ｂに対し
て支持杆１３を上下動自在に挿通し、この支持杆１３上
に、全てのゴム試験片２に対するウエイトを設けるよう
にしてもよい。本発明に係るゴム破壊試験機１は、ゴム
試験片２に対して欠けや傷等の破壊を促すための破壊促
進手段が設けられており、この破壊促進手段は、ターン
テーブル６上面の走行路面３に設けた突起形成部材２６
と、前記角度設定手段２０により構成されている。

【００１６】図３〜図５に示すように、前記突起形成部
材２６は、鉄、ステンレス等の金属製であり、長方形平
板状のプレート部２７の上面に多数の突起部２８を備
え、該突起部２８は先端部が尖った形状（側面視山形）
に形成されており、走行路面３上を走行するゴム試験片
２に対して高圧力で食い込むように接触し、これによっ
て欠けや傷等の発生を促すようになっている。また、突
起形成部材２６は、図１に示すように、プレート部２７
の長手方向をターンテーブル６の径方向に沿わせた状態
で、周方向に間隔をおいて放射状に配設されており、前
記ターンテーブル６の上面には、突起形成部材２６が嵌
合する溝２９（図２、図４参照）を形成している。

【００１７】そして、溝２９に前記プレート部２７を嵌
合するとともに、プレート部２７に形成した挿通孔２７
Ａを介して溝２９に形成した雌ネジ孔２９Ａに取付ボル
ト３０を螺着することにより、ターンテーブル６に突起
形成部材２６が着脱自在に装着されるようになってい
る。これによって、走行路面３から突起部２８は突起す
るがプレート部２７は突出しないようになり、また、突
起部２８に摩耗、損傷等が生じた場合、部分的に交換可
能となっている。

【００１８】本実施形態では、図４（ａ）（ｂ）で示す
２種類の突起形成部材２６Ａ，２６Ｂを周方向交互（１
つ毎、又は２以上毎の交互）に備えており、この第１突
起形成部材２６Ａ及び第２突起形成部材２６Ｂとは、多
数の突起部２８を縦横に整列した状態で形成している。
また、第１突起形成部材２６Ａと第２突起形成部材２６
Ｂとは、それぞれの突起部２８をプレート部２７の長手
方向（ターンテーブル６の径方向）に互いに交互となる
ように形成しており、このような２種の突起形成部材２
６Ａ，２６Ｂを周方向交互に設けることで、ゴム試験片
２の外周全体に各突起部２８を接触させて破壊を生じさ
せることが可能となる。

【００１９】なお、第１，第２突起形成部材２６Ａ，２
６Ｂの配置は、所定数毎の交互とするに限らず、ランダ
ムな交互配置としてもよい。図１（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、前記ゴム試験片２は、矢示Ｅ方向に回転するター
ンテーブル６に相対してその反対方向Ｃに走行するもの
となっているが、この走行方向Ｃに対し、ゴム試験片２
は、角度設定手段２０を介して傾斜角θをもって取り付
けられている。すなわち、ゴム試験片２の走行方向Ｃと
ゴム試験片２の向き（回転方向Ｄ）との間の傾斜角θに
より、走行路面３上でゴム試験片２がスリップを生じる
こととなり、このスリップによる摩擦と該摩擦によるゴ
ム試験片２の歪みとにより破壊が促されるようになって
いる。

【００２０】また、前記スリップにより各突起部２８が
ゴム試験片２を引っ掻くように作用するため、ゴム試験
片２の破壊がより促進され、突起部２８の食い込みによ
り走行路面３とゴム試験片２との間の摩擦が増大するた
め、ゴム試験片２に与える歪みが大きくなってこれによ
っても破壊が促進されるものとなる。したがって、ゴム
試験片２に対し短時間で確実に欠けや傷等の破壊を生じ
させることができるようになり、従来のような長時間走
行によるゴム試験片の軟化、変形等も防止でき、適正な
評価が可能となるのである。

【００２１】また、突起形成部材２６を周方向に間隔を
おいて配置することで、走行路面３上には突起部２８の
形成部分と平面部分とが周方向交互に配置されるものと
なり、これにより、ゴム試験片２に対して間欠的に繰り
返し大きな歪みを与えて破壊を生じさせやすくするとと
もに、大きな歪みを連続的に与えるものではないため、
ゴム材料の変形防止が図れるようになる。なお、前記ゴ
ム試験片の傾斜角度θは、３°〜１５°程度に設定する
のが好ましく、これは、３°よりも小さく設定した場
合、スリップによる摩擦抵抗が少なくなって破壊を生じ
るために長時間を有し、１５°よりも大きく設定した場
合には、摩擦抵抗が大きくなりすぎてゴム試験片が回転
しがたくなるとともに変形が大きくなり、正確な評価が
困難なものとなるためであり、したがって、約３°から
１５°の範囲に設定することで短時間で好適に破壊を生
じさせることが可能となり、適正な評価が行うことがで
きるようになる。

【００２２】また、図例では、ゴム試験片２の向き（回
転方向Ｄ）を走行方向Ｃに対してターンテーブル６の径
方向外側に傾斜させているが、内側（図１（ｂ）の２点
鎖線で示す）に傾斜させるようにしてもよい。そして、
ゴム試験片２の走行方向Ｃと向きとを一致させた状態と
し、突起部２８のみで破壊を促進するようにしてもよい
が、この場合、突起部２８による引っ掻き作用が少なく
なるため、上記のように突起部２８と回転方向Ｄの傾斜
とを組み合わせる方が有利なものとなる。前記突起部２
８の高さは、ゴム試験片２の厚み（外周ゴム材料２ａの
厚み）の３〜４０％に設定するのが好ましく、これは、
突起部２８高さが３％以下であると、ゴム試験片２に対
する食い込みが小さくなってゴム破壊に長時間を要する
こととなり、４０％以上であると、ウエイト１９の荷重
が大きい場合にゴム試験片２のハブ２ｂに突起部２８が
接触する恐れが生じ、突起部２８の破損等を招来すると
ともに、ゴム試験片２を大きく破壊して正確な評価が困
難となるためである。

【００２３】したがって、上記範囲に突起部高さを設定
することで短時間で適正なゴム破壊を得ることができる
ようになる。図７〜図１０は本発明の第２の実施形態を
示すものである。本実施形態にかかるゴム破壊試験機１
は、ゴム試験片２を車両用のタイヤとし、また、走行路
面３を回転ドラム３２の外周面に形成したものであり、
該回転ドラム３２は、回転軸３３を介して支持されると
ともに図示しない駆動装置により回転駆動され、一方、
ゴム試験片２は、車軸支持台３４に支持軸３５を介して
着脱自在に装着され、該車輪支持台３４は、回転ドラム
３２の径方向に移動自在とされていて、ゴム試験片２を
押圧シリンダ３６によりドラム３２の外周に圧接するよ
うに構成している。

【００２４】また、回転ドラム３２の外周面には、周方
向２カ所に突起形成部材２６を着脱自在に設けており、
該突起形成部材２６は、第１突起形成部材２６Ａと第２
突起形成部材２６Ｂとの２種類を備え、各突起形成部材
２６Ａ，２６Ｂは、突起部２８をプレート部２７の短手
方向２列、長手方向５列に整列状に配設し、各突起形成
部材２６Ａ，２６Ｂの突起部２８が、プレート部２７の
長手方向（ドラム幅方向）に交互となるように形成され
ている。従って、第１実施形態と同様にゴム試験片２の
外周全体に対して略均一な破壊を生じさせることが可能
である。

【００２５】また、本実施形態における角度設定手段２
０は、前記車輪支持台３４を、押圧シリンダ３６に対し
て回動自在に設け、車輪支持台３４を回動動作するモー
タ、シリンダ等の揺動駆動体３７を設けて構成されてお
り、該揺動駆動体３７を介してゴム試験片２の走行方向
Ｃに対するゴム試験片２の向き（回転方向Ｄ）を可変設
定可能であり、更に、走行中に揺動駆動体３７を作動す
ることで矢示Ｆのように往復揺動可能としている。本実
施形態では、第１実施形態と同様に、ゴム試験体２に対
する突起部２８の食い込み作用、引っかき作用、走行路
面３とゴム試験片２との間の摩擦によるゴム試験片２の
歪み等により破壊を促し、さらに、ゴム試験片２を揺動
させることで、ゴム試験片２に左右（幅方向）両方向の
スリップを生じさせて歪ませることができ、一方向のみ
に歪ませることによるゴム試験片２の変形等が防止でき
るようになっている。

【００２６】なお、上記ゴム破壊試験機１における好適
な実施例としては、ゴム試験片２の揺動角度（最大傾斜
角度）θを約左右３°（揺動範囲約６°）とし、この範
囲を約１３秒周期で揺動させるのが好ましく、また、試
験を行う前に、ゴム試験片２としてのタイヤを約８０℃
の温度下で放置して硬度を上げることでゴム破壊を生じ
易くするのが好ましい。ところで、本発明は上記実施形
態に限られるものではなく、適宜設計変更可能である。

【００２７】例えば、上記第１実施形態では、ターンテ
ーブル６を回転駆動体１０により回転駆動するようにし
ているが、支持杆１３を回転軸としてこれを回転駆動す
ることによりゴム試験片２を走行路面３上で走行させる
ようにしてもよい。また、走行路面３を形成するための
構成としては、ターンテーブル６、回転ドラム３２に限
らず、回走駆動するコンベア等とすることも可能であ
る。突起形成部材２６においては、各突起部２８を千鳥
状の配置、又は不規則な配置とすることができるが、上
記実施形態にように縦横整列状とすることでその機械加
工が容易に行えるようになる。また、突起部２８の形状
についても上記に限られるものではなく、突起部の高さ
についてはゴム試験片の厚み（タイヤの場合はトラック
用、乗用車用等のタイヤの種類）に応じて変更すること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ゴム試験片の破壊が確実且つ短時間で得られ、ゴム材料
の評価を適正に行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のゴム破壊試験機を示
し、（ａ）はターンテーブル及びゴム試験片の平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【図２】ゴム破壊試験機の全体正面図である。

【図３】突起形成部材の平面図である。

【図４】突起形成部材の正面図である。

【図５】突起形成部材の側面図である。

【図６】角度変更手段を示す側面図である。

【図７】第２の実施形態に係るゴム破壊試験機の概略側
面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ矢示図である。

【図９】突起形成部材の正面図である。

【図１０】突起形成部材の側面図である。

【符号の説明】

１ ゴム破壊試験機 ２ ゴム試験片 ３ 走行路面 ２０ 角度設定手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪状のゴム試験片（２）が回転しなが
   ら走行する走行路面（３）上に、前記ゴム試験片（２）
   に欠け等の破壊を促すための突起部（２８）を設けたこ
   とを特徴とするゴム破壊試験機。
2. 【請求項２】 車輪状のゴム試験片（２）が回転しなが
   ら走行路面（３）上を走行するゴム破壊試験機であっ
   て、前記ゴム試験片（２）が走行する方向（Ｃ）に対し
   て該ゴム試験片（２）の向きを傾斜させたことを特徴と
   するゴム破壊試験機。
3. 【請求項３】 車輪状のゴム試験片（２）が回転しなが
   ら走行する走行路面（３）上に、前記ゴム試験片（２）
   に欠け等の破壊を促すための突起部（２８）を設け、前
   記ゴム試験片（２）が走行する方向（Ｃ）に対して該ゴ
   ム試験片（２）の向きを傾斜させたことを特徴とするゴ
   ム破壊試験機。
4. 【請求項４】 前記ゴム試験片（２）の傾斜角度（θ）
   が３°〜１５°の範囲に指定されていることを特徴とす
   る請求項２又は３に記載のゴム破壊試験機。
5. 【請求項５】 前記ゴム試験片（２）の傾斜角度（θ）
   が可変設定可能に構成されていることを特徴とする請求
   項２〜４のいずれかに記載のゴム破壊試験機。
6. 【請求項６】 前記突起部（２８）が、走行路面（３）
   に対して着脱自在に設けられていることを特徴とする請
   求項１又は３に記載のゴム破壊試験機。