JP3636855B2 - 弾性体の摩耗試験方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、弾性体、たとえば加硫ゴムの摩耗試験に用いて好適な摩耗試験方法に関し、とくには、回転砥石と、それの周面に押圧される弾性体試験片との間のスリップ率の設定精度を高めることによって試験精度を有利に向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
加硫ゴムの摩耗試験に従来から広く一般に使用されている試験としてランボーン摩耗試験があり、この試験は、JIS K6264 に規定されている。
円板状の加硫ゴムを試験片としてこのランボーン摩耗試験を行う場合には、円板状の研磨砥石の周面に、試験片取付部に取付けた試験片の周面を、所定の押圧力をもって押付けるとともに、研磨砥石と試験片とのそれぞれを、所定のスリップ率の下で、異なった周速で回転させて、試験片の周面に摩耗を発生させ、その試験片の、摩耗前後の質量を測定することで摩耗量を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなランボーン摩耗試験の実施に当っては、次式で示されるスリップ率を

正確に設定することが、試験精度の向上のために必要であり、これがためには、試験片の周長を正確に求めることが必須となるところ、従来のこの摩耗試験では、試験片の理論直径、すなわち、試験片を型加硫によって製造する場合にはモールド寸法を、また切断によって製造する場合には、切断刃の寸法をそれぞれ用いて試験片の周長を算出し、そしてこの周長から試験片の周速を演算していたことから、試験片に加硫戻りが生じたり、切断刃の切れ味が悪くなったりしたとき等には、試験片の理論直径と、試験片の実際の静的直径との間に無視することのできない変動が生じ、しかも、摩耗試験に当って、試験片を、摩耗試験装置の試験片取付部で厚み方向に挟持することによる、試験片の半径方向の弾性変形および、試験に際して、試験片周面を砥石周面に所定の力で押付けることによる試験片の弾性変形が不可避であって、これらのこともまた試験片の理論直径と、試験時の実際の直径との間の直径変動の原因となっているため、理論直径に基づいて設定した試験片周速と、試験中のそれの実際の周速との間に大きな隔たりが生じることがしばしばあり、それ故に、摩耗試験の実施に際して所期した通りのスリップ率を実現し得ないことが多く、このことが、とくには、１〜５％程度の小さなスリップ率を設定して摩耗試験を行う場合の、スリップ率の設定精度、ひいては、摩耗試験精度に大きな影響を及ぼすという問題があった。
【０００４】
この発明は、従来技術の抱えるこのような問題点を有利に解決するものであり、実際の試験条件を付与した状態の下での試験片の周長を試験片毎に測定し、この測定結果に基づいてスリップ率の設定を行うことで、スリップ率の大小にかかわらず、それの設定精度を大きく高め、試験精度を効果的に向上させることができる弾性体の摩耗試験方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の、弾性体の摩耗試験方法は、回転砥石の周面にホルダーで保持した円板状の弾性体試験片の周面を押圧するとともに、回転砥石および弾性体試験片のそれぞれを、相互に平行な回転軸線の周りで、異なる周速で回転駆動して弾性体試験片を摩耗させる摩耗試験の開始に先だち、ホルダーで保持して回転自在とした弾性体試験片を、試験時と同等の力で回転砥石に押圧するとともに、その回転砥石を試験時と同等の周速で回転させ、これによって、弾性体試験片を、それの、砥石に対する摩擦力によってその砥石周速と等しい周速で駆動し、弾性体試験片の少なくとも一回転毎に発生するパルスと、既知の周長を有する砥石の、所定回転角度毎に発生するパルスとを対比して、砥石側から発生するパルス数に基づいて弾性体試験片の試験時の周長を求め、この周長から、弾性体試験片の試験時の周速を算出するものである。
【０００６】
この試験方法では、たとえば、周長が未知の弾性体試験片の１回転につき１のパルスが発生するものとし、また、周長が既知の弾性体試験片の１回転につき６０００のパルスが発生するものとして、ホルダーで保持したその弾性体試験片を、試験条件と同一の条件で砥石周面に押圧するとともに、試験時の砥石周速と等しい周速でその試験片を回転駆動した場合に、これもたとえば、砥石直径よりはるかに小さい直径を有する試験片の１回転当りの、砥石側の発生パルスをカウントして、または、これとは逆に、砥石の１回転当りの、試験片側の発生パルスをカウントして、パルス間隔に対応する周長が予め既知の砥石側発生パルスの数に基づいて試験片の周長を算出することで、試験時と同一の条件の付与下での試験片の周長を、簡単にかつ、高い精度をもって測定することができるので、この周長をもって試験時の、所要の試験片周速を算出することにより、スリップ率の設定精度を十分に高め、摩耗試験精度を大きく向上させることができる。
【０００７】
この発明に係る方法の実施に用いることができる、弾性体の摩耗試験装置は、回転砥石を装着する砥石駆動軸を設け、また、この砥石駆動軸と平行に延在し、砥石周面と対向する位置に円板状の弾性体試験片を保持するホルダーを有するとともに、中間部にクラッチを有する試験片駆動軸を設け、そして、その試験片駆動軸側に、弾性体試験片の少なくとも一回転毎にパルスを発生するパルス発生手段を設け、さらに、砥石駆動軸側に、回転砥石の所定回転角度毎にパルスを発生する他のパルス発生手段を設けたものである。
【０００８】
このような試験装置では、実際の摩耗試験の開始に先だって、弾性体試験片をホルダーにて保持するとともに、クラッチの解除下にてその試験片の自由な回転を許容し、また、その弾性体試験片の周面を砥石周面に、試験時の押圧力と同等の力で押圧するとともに、砥石を、試験時の周速にて回転させて、弾性体試験片を砥石周速と等しい周速で連れ回り回転させ、たとえば、試験片が１回転する間に、砥石側から発生されるパルス数をカウントして、パルス間隔と対応する既知の周長とパルス数とを積算することによって、試験条件と同一の条件の下での試験片周長を、簡単にかつ正確に求めることができる。
【０００９】
なおこの場合の周長測定精度は、砥石の１回転についての発生パルス数を多くすることで一層高めることができ、また、同一の試験片についての周長測定を、たとえば２０〜３０回行ってそれを平均化することで、測定誤差等の影響を十分小ならしめることができる。
【００１０】
従って、その後における摩耗試験の開始に際しては、上述のようにして求めた試験片周長に基づいて算出した所要の周速で試験片を回転駆動することにより、所期した通りのスリップ率を正確に付与することができ、摩耗試験精度を大きく向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、この発明に係る方法の実施に用いることができる装置をその要部について示す正面図および側面図であり、図２はそれの平面図である。
図中１は、既知の直径を有する回転砥石を、２は、この回転砥石１を一端部に取付けた砥石駆動軸をそれぞれ示し、この砥石駆動軸は、その他端を、図示しないサーボモータその他の回転駆動手段に連結される。
【００１２】
ここでは、試験片駆動軸３を砥石駆動軸２と平行に延在させて配設し、この試験片駆動軸３の一方の端部に、円板状の弾性体試験片４を保持するホルダー５を設け、その他端を、上記回転駆動手段とは別個の、図示しないサーボモータその回転駆動手段に連結するとともに、その中間部にクラッチ６を設ける。
【００１３】
ここで、ホルダー５は、駆動軸側に設けた受けパッド５ａと、たとえば、試験片駆動軸３の直下位置に配置したシリンダ７によって、受けパッド５ａに対して進退変位されるクランプパッド５ｂからなり、これらの両パッド５ａ，５ｂは、それらの間に配置した弾性体試験片４をそれの厚み方向から所要の力で挟持して、その試験片周面を、砥石１の周面に対向させて位置させる。従ってここでは、試験片駆動軸３の回転作動に基づき、試験片４が、両パッド５ａ，５ｂとともに、その駆動軸３と等速で回転する。
【００１４】
またここで、前記クラッチ６は、試験片駆動軸３、より直接的にはホルダー５の、回動駆動手段に対する断接を司るべく機能し、そのクラッチ６を解除することで、ホルダー５およぴ試験片４の自由な回転を許容する。
【００１５】
ところで、このような試験片駆動軸３は、図２に示すところから明らかなように、それを可動ベース８上に取付け、そしてこの可動ベース８を、たとえば、固定ベース９上に敷設したガイドレール１０の作用下で、試験片駆動軸３の軸線と直交する方向に進退変位可能ならしめることにより、砥石駆動軸２との平行状態を維持したまま、それに接近し、また離隔変位することができる。
【００１６】
さらにこの装置では、ホルダー５のクランプパッド５ｂの回転軸１１を、それを軸受け支持するハウジング１２に貫通させて設け、そしてこの回転軸１１の端部分に、周方向の適宜個所、図では一個所だけに切欠部を有する反射円板１３を締付固定し、また、ハウジング１２に、反射円板１３に対する発光部および、その反射円板１３からの反射光の受光部を具える光センサ１４を取付けて、これらの反射円板１３と光センサ１４とで、試験片４の１回転につき、１のパルスを発生するパルス発生手段を構成する。
【００１７】
このパルス発生手段は、反射円板１３、ひいては、試験片４が１回転して、光センサ１４の発光部から照射された光線が、反射円板１３に設けた切欠部１３ａに通過することによって、センサー受光部への反射光の入射が無くなる度毎に１個のパルスを発生すべく機能する。
【００１８】
この一方で、回転砥石側には、たとえばサーボモータとすることができるその回転駆動手段との関連において、砥石１の１回転当り、たとえば６０００個もしくはそれ以上のパルスを発生する、図示しない既知のパルス発生手段を設ける。
【００１９】
以上のように構成してなる装置を用いて、弾性体試験片の摩耗試験を行う場合には、その試験の開始に先だって、ホルダー５にその弾性試験片４を保持するとともに、試験片駆動軸３のクラッチ６を解除して、その試験片駆動軸３、直接的には可動ベース８を、図示しない進退駆動手段の作用下で、砥石駆動軸側へ進出変位させ、これにより、弾性体試験片４の周面を、砥石１の周面に摩耗試験時と同等の力で押圧し、併せて、その砥石１を、試験時の周速と等しい速度で回転させて、弾性体試験片４を、砥石１に対する押付け摩擦力によって、それに、砥石周速と等しい周速で連れ回りさせる。
そして、このような連れ回り回転中に、砥石側および試験片側のそれぞれから発生されるパルスをともにカウントし、前述したように、パルス間隔と対応する周長が既知の砥石側の発生パルスに基づいて、試験条件と同一の条件下での試験片周長を算出する。
【００２０】
従って、その後における摩耗試験の開始に際しては、上述のようにして求めた試験片周長に基づいて、所要のスリップ率に応じた試験片周速を求めることで、スリップ率を、それの大小にかかわらず、高い精度で設定することができる。
【００２１】
ところで、このスリップ率の設定は、摩耗試験に当って、試験片駆動軸３のクラッチ６を接続状態とするとともに、その駆動軸３を、回転駆動手段をもって、所定の試験片周速に応じた回転速度で回転させて、砥石周速と、試験片周速との間に、所期した通りの周速差をもたらすことによって実現することができ、実際の摩耗試験は、このような周速差で回転する砥石１と試験片４とを、可動ベース８の進出変位下にて所定の力で押圧することによって、または、それらの両者の押圧後に、砥石１および試験片４のそれぞれを所定の周速で回転させることによって開始することができる。
【００２２】
かくして、この発明によれば、弾性体試験片４の、試験条件下での周長を、高い精度をもって測定することができ、これにより、試験条件下での、所要のスリップ率に応じた周速を十分正確に求めることができるので、スリップ率の設定精度を、理論直径を用いる従来技術に比してはるかに高めることができ、この結果として、摩耗試験の試験精度を効果的に向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明の方法によれば、スリップ率の設定精度を高めて、摩耗試験精度を大きく向上させることができ、また、この発明の実施に用いることができる図示の装置によれば、弾性体試験片の周長を、簡単かつ容易に、しかも正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る方法の実施に用いることができ装置の要部について示す正面図および側面図である。
【図２】 図１の平面図である。

Claims (1)

1. 回転砥石の周面に、ホルダーで保持した円板状の弾性体試験片の周面を押圧するとともに、回転砥石および弾性体試験片のそれぞれを、相互に平行な回転軸線の周りで、異なる周速で回転駆動して弾性体試験片を摩耗させる摩耗試験方法であって、
   試験の開始に先だち、前記ホルダーで保持し、回転自在とした弾性体試験片を、試験時と同等の力で回転砥石に押圧するとともに、その回転砥石を試験時と同等の周速で回転させて、弾性体試験片を砥石周速と等しい周速で駆動し、弾性体試験片の少なくとも一回転毎に発生するパルスと、既知の周長を有する砥石の、所定回転角度毎に発生するパルスとを対比して、砥石側から発生するパルス数に基づいて弾性体試験片の試験時の周長を求め、この周長から、弾性体試験片の試験時の周速を算出することを特徴とする弾性体の摩耗試験方法。

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