JP6769292B2 - 氷面上の水分量測定方法及び氷上の水分量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、氷面上の水分量を測定するための方法及び装置に関する。

下記特許文献１は、氷面上でタイヤを走行させて、タイヤの氷上性能を評価する方法を提案している。この試験方法では、氷面上を走行中のタイヤの摩擦係数に基づいて、タイヤの氷上性能を評価している。

特開２０１６−１５６６８１号公報

氷面のコンディションは常に変化しており、共通の条件でタイヤの氷上性能を評価することは困難であった。特に、氷面上に薄く水膜が形成されている場合、その水分量が変わると、氷面摩擦係数は大きく変化する。従って、例えば、試験コンディションを揃えるために、氷面上の水分量を簡単に測定可能な方法及び装置が求められていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、氷面上の水分量を簡単に測定することができる方法及び装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、氷面上の水分量を測定するための方法であって、吸水性材料からなる吸水体を前記氷面に予め定められた時間で接触させて保持する吸水工程と、前記時間が経過したときに、前記吸水体を前記氷面から離し、前記吸水体の吸水量を調べる工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記氷面上の水分量測定方法において、前記吸水体は、吸水により変色するものであり、前記吸水量を調べる工程は、前記吸水体が変色した部分の大きさに基づいて行われるであるのが望ましい。

本発明に係る前記氷面上の水分量測定方法において、前記吸水量を調べる工程は、前記吸水体の質量の変化に基づいて行われるのが望ましい。

本発明に係る前記氷面上の水分量測定方法において、前記吸水体は、長尺体であり、前記吸水工程は、前記吸水体の長手方向が前記氷面と略垂直になるように保持する治具を用いて行われるのが望ましい。

本発明に係る前記氷面上の水分量測定方法において、前記吸水工程は、複数の前記吸水体を、同時に前記氷面に接触させるのが望ましい。

本発明は、氷面上の水分量を測定するための装置であって、吸水性材料からなる吸水体と、前記吸水体を前記氷面に接触させるための治具とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記氷上の水分量測定装置において、吸水体は、吸水により変色するものであるのが望ましい。

本発明に係る前記氷上の水分量測定装置において、前記吸水体は、変色した部分の大きさを測定するための目盛を有するのが望ましい。

本発明に係る前記氷上の水分量測定装置において、前記吸水体は、長尺体であり、前記治具は、前記吸水体をその長手方向が前記氷面と略垂直になるように保持するのが望ましい。

本発明に係る前記氷上の水分量測定装置において、前記治具は、複数の前記吸水体を保持しているのが望ましい。

本発明に係る前記氷上の水分量測定装置において、前記吸水体の幅は、前記吸水体の前記氷面に接触させる部分に向かって漸減するのが望ましい。

本願の第１発明の氷面上の水分量測定方法は、吸水性材料からなる吸水体を氷面に予め定められた時間で接触させて保持する吸水工程と、時間が経過したときに、吸水体を氷面から離し、吸水体の吸水量を調べる工程とを含んでいる。このように、本願の第１発明によれば、氷面上の水分量を簡単に測定することができる。

また、本願の第１発明は、例えば、氷上で行われる試験や競技などに使用される氷面について、氷面上の水分量を事前に測定できるため、氷面のコンディションを揃えたり、さらには、氷面上の水分量を考慮して実験結果を評価したりするのに役立つ。

本願の第２発明の氷上の水分量測定装置は、吸水性材料からなる吸水体と、吸水体を氷面に接触させるための治具とを含んでいる。このように、本願の第２発明によれば、簡単な構成で、氷面上の水分量を測定することができる。

また、本願の第２発明は、例えば、氷上で行われる試験や競技などで使用される氷面上の水分量を測定できるため、氷面のコンディションを揃えたり、さらには、氷面上の水分量を考慮して実験結果を評価したりするのに役立つ。

氷上の水分量測定装置の一例を示す斜視図である。 図１の正面図である。 （ａ）は、吸水体の一例を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）の吸水体が吸水した状態を示す斜視図である。 氷面上の水分量測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 吸水工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態の吸水体を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態の治具を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態の治具を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態の氷面上の水分量測定方法の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態の治具を示す斜視図である。 図１０の正面図である。 本発明の他の実施形態の治具を示す斜視図である。 図１２の部分斜視図である。 図１２の分解斜視図である。 本発明の他の実施形態の吸水体保持手段を示す斜視図である。 開状態の狭持部を示す斜視図である。 （ａ）は、実施例１〜３の吸水体が変色した部分の大きさと、湿度との関係を示すグラフ、（ｂ）は、実験例の吸水体が変色した部分の大きさと、水膜の厚さとの関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、氷上の水分量測定装置（以下、単に「測定装置」ということがある。）１の一例を示す斜視図である。図２は、図１の正面図である。本実施形態の測定装置１は、氷面Ｓ上の水分量を測定するためのものである。測定対象の氷面Ｓは、特に限定されるわけではなく、例えば、タイヤ等の氷上性能試験に使用される氷路面や、競技等に使用されるスケートリンクやホッケーリンク等に適用されうる。本実施形態の測定装置１は、吸水体２と、治具３とを含んで構成されている。

図３（ａ）は、吸水体２の一例を示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の吸水体２が吸水した状態を示す斜視図である。図３（ａ）に示されるように、吸水体２は、氷面Ｓ（図２に示す）上の水分を吸収するためのものである。吸水体２は、吸水性材料５によって構成されている。吸水性材料５としては、水分を吸水可能なものであれば特に限定されるわけではなく、例えば、セルロース繊維等からなる濾紙や、高吸収性高分子ポリマーを含むシート材等を採用することができる。本実施形態の吸水性材料５は、濾紙によって構成されている。また、吸水体２の吸水速度は、濾紙のメッシュを変更することで適宜設定することができる。

本実施形態の吸水体２は、長尺体に形成されている。さらに、吸水体２は、その長手方向において、吸水体２の氷面Ｓに接触させる一端２ｓから他端２ｔにかけて、一定の幅Ｗ１を有している。本実施形態の吸水体２は、正面視において矩形状に形成されている。吸水体２の幅Ｗ１、長さＬ１及び厚さＴ１については適宜設定することができる。吸水体２の幅Ｗ１は、例えば、１〜１０mm程度である。吸水体２の長さＬ１は、例えば、３０〜１５０mm程度である。吸水体２の厚さＴ１は、例えば、０．１〜１．５mm程度である。

本実施形態の吸水体２は、吸水により変色するものである。吸水性材料５には、吸水によって変色可能な染料（図示省略）が添加されている。これにより、図３（ｂ）に示されるように、吸水体２は、変色した部分（以下、単に「変色部分」ということがある。）８の大きさによって、氷面Ｓ（図１に示す）上の水分量を測定することができる。染料としては、吸水によって変色可能なものであれば特に限定されるわけでなく、例えば、青色１号、緑色３号、又は、赤色４０号等を採用することができる。本実施形態の染料は、青色１号が採用されている。

また、染料（図示省略）は、吸水性材料５の一部に添加されていればよく、また、吸水性材料５の全体に添加されてもよい。本実施形態の染料は、図３（ａ）に示されるように、吸水体２の一端２ｓ（即ち、吸水体２の氷面に接触させる部分）から他端２ｔ側に離間する部分から、吸水性材料５の他端２ｔまでの範囲６に添加されている。これにより、吸水体２は、染料が氷面Ｓ側に溶け出るのを防ぐことができる。なお、染料が氷面Ｓ側に溶け出ると、溶け出た染料の量によって、変色部分８の大きさが変化してしまい、データの再現性を確保できなくなるおそれがある。

吸水体２の一端２ｓから染料（図示省略）が添加される範囲６までの距離Ｌ３については適宜設定することができる。距離Ｌ３が小さいと、染料の溶け出しを防げないおそれがある。逆に、距離Ｌ３が大きいと、氷面Ｓ（図２に示す）上の水分量が少ない場合に、十分変色できないおそれがある。このため、距離Ｌ３は、好ましくは０．５mm以上、より好ましくは１．０mm以上であり、また、好ましくは３mm以下である。

本実施形態の吸水体２には、目盛７が設けられるのが望ましい。このような目盛７により、図３（ｂ）に示されるように、変色部分８の大きさを、正確に測定することができる。なお、目盛７の間隔Ｗ２については、適宜設定することができる。目盛７の間隔Ｗ２は、例えば、０．５〜３．０mmに設定されている。

図１及び図２に示されるように、治具３は、吸水体２を氷面Ｓに接触させるためのものである。治具３は、基部１１と、吸水体２を保持する吸水体保持手段１２とを含んで構成されている。

基部１１は、氷面Ｓの上に配置される載置部１６と、載置部１６から上方にのびる支柱１７とを含んで構成されている。

載置部１６は、板状に形成されている。本実施形態の載置部１６は、その下面１６ｄが平滑に形成されている。これにより、治具３は、平らな氷面Ｓの上に安定して配置されうる。本実施形態の載置部１６は、平面視において、矩形状に形成されている。

支柱１７は、載置部１６から上方にのびている。本実施形態の支柱１７は、載置部１６の上面に対して、垂直にのびている。また、支柱１７は、断面矩形状に形成されている。

吸水体保持手段１２は、基部１１の支柱１７から水平にのびるアーム２４として構成されている。アーム２４は、断面略矩形状に形成されている。アーム２４は、幅方向の一方の側面に、吸水体２の一部分が固定するための貼付面１８が設けられている。貼付面１８には、吸水体２の他端２ｔ側が固定されている。

また、本実施形態の貼付面１８には、複数の吸水体２が貼り付けられる。これにより、治具３は、複数の吸水体２を保持することができる。本実施形態では、複数の吸水体２が、貼付面１８（アーム２４）の長手方向に一定の距離を隔てて、貼付面１８に固定されている。吸水体２の固定には、例えば、貼付面１８に取り外し可能な接着剤や粘着テープ等が用いられるのが望ましい。なお、貼付面１８には、一つの吸水体２のみが貼り付けられていても良い。

次に、本実施形態の氷面上の水分量測定方法（以下、単に「測定方法」ということがある。）について説明する。本実施形態の測定方法では、測定装置１が用いられている。図４は、測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。

本実施形態の測定方法は、先ず、吸水体２を治具３に固定する（工程Ｓ１）。図１及び図２に示されるように、本実施形態の工程Ｓ１では、吸水体保持手段１２の貼付面１８に、複数の吸水体２が貼り付けられる。貼付面１８には、各吸水体２の他端２ｔ側が固定される。本実施形態では、吸水体２の長手方向が氷面Ｓと略垂直になるように、治具３（吸水体保持手段１２）に保持されている。ここで、略垂直とは、氷面Ｓと直角な法線Ｎに対して、吸水体２の長手方向の角度が２０度以下の範囲を含んでいる。

本実施形態では、氷面Ｓに対する垂直方向（上下方向）において、吸水体２の一端２ｓが載置部１６の下面１６ｄと同一位置、又は、載置部１６の下面１６ｄよりも下方に配置されている。これにより、治具３は、載置部１６が氷面Ｓに配置される吸水工程Ｓ２において、吸水体２の一端２ｓを氷面Ｓに接触させることができる。

次に、本実施形態の測定方法は、吸水体２を氷面Ｓに予め定められた時間で接触させて保持する（吸水工程Ｓ２）。図５は、吸水工程Ｓ２の処理手順の一例を示すフローチャートである。

本実施形態の吸水工程Ｓ２では、先ず、吸水体２を氷面Ｓに接触させる（工程Ｓ２１）。工程Ｓ２１では、図２に示されるように、治具３の載置部１６が氷面Ｓに配置される。これにより、工程Ｓ２１では、吸水体２の一端２ｓを氷面Ｓに接触させることができる。

本実施形態では、複数の吸水体２を、氷面Ｓに同時に接触させている。各吸水体２は、貼付面１８の長手方向に（氷面Ｓと平行に）一定の距離を隔てて保持されているため、氷面Ｓの異なる位置に、吸水体２をそれぞれ接触させることができる。これにより、各吸水体２は、氷面Ｓの複数箇所において、氷面Ｓの水分を吸収することができる。

次に、吸水工程Ｓ２では、吸水体２が氷面Ｓに接触してから予め定められた時間が経過したか否かが判断される（工程Ｓ２２）。本実施形態において、予め定められた時間が経過したか否かの判断は、使用者によって行われる。また、吸水体２を氷面Ｓに接触させる時間については、吸水体２の吸水性などに基づいて、適宜設定される。

工程Ｓ２２において、予め定められた時間が経過したと判断された場合（工程Ｓ２２において、「Ｙ」）、治具３を氷面Ｓから持ち上げて、吸水体２を氷面Ｓから離す（工程Ｓ２３）。他方、工程Ｓ２２において、予め定められた時間が経過していないと判断された場合（工程Ｓ２２において、「Ｎ」）、吸水体２の氷面Ｓへの接触が継続される（即ち、工程Ｓ２２が再度実施される）。これにより、吸水工程Ｓ２では、吸水体２を氷面Ｓに予め定められた時間で接触させて保持することができる。

次に、本実施形態の測定方法は、図４に示されるように、吸水体２の吸水量を調べる（工程Ｓ３）。工程Ｓ３では、吸水体保持手段１２の貼付面１８から各吸水体２が取り外される。そして、工程Ｓ３では、各吸水体２の変色部分８（図３（ｂ）に示す）の大きさに基づいて、吸水量が調べられる。本実施形態では、図３（ｂ）に示されるように、吸水体２に設けられた目盛７に基づいて、変色部分８の大きさが測定される。これにより、工程Ｓ３では、氷面Ｓ上の水分量を正確に測定することができる。

本実施形態の工程Ｓ３では、複数の吸水体２によって、氷面Ｓ上の異なる位置に接触した各吸水体２の水分量が、それぞれ測定される。そして、本実施形態では、各吸水体２の水分量の平均値が計算される。これにより、工程Ｓ３では、氷面Ｓ上でバラツキやすい水分量を均すことができるため、氷面Ｓの水分量をより正確に測定することができる。

このように、本実施形態の測定方法（測定装置１）は、氷面Ｓ上の水分量を簡単に測定することができる。しかも、本実施形態の測定方法は、例えば、氷上で行われる試験や競技などに使用される氷面Ｓについて、氷面Ｓ上の水分量を事前に測定できるため、例えば、氷面Ｓのコンディションを揃えたり、さらには、氷面Ｓ上の水分量を考慮して実験結果を評価したりするのに役立つ。

また、本実施形態では、複数の吸水体２を、同時に氷面Ｓに接触させているため、氷面Ｓの複数箇所の水分量を平均することで、氷面Ｓの水分量のバラツキを均すことができる。従って、本実施形態の測定方法（測定装置１）は、氷面Ｓの水分量をより正確に測定することができる。

図３（ａ）に示したように、本実施形態の吸水体２は、吸水体２の長手方向に一定の幅Ｗ１を有するものが例示されたが、このような態様に限定されない。図６は、本発明の他の実施形態の吸水体２を示す斜視図である。この実施形態の吸水体２の幅Ｗ１は、一端（即ち、吸水体２の氷面Ｓ（図２に示す）に接触させる部分）２ｓに向かって漸減している。本実施形態の吸水体２の一端２ｓが、鋭角状に突出している。このような吸水体２は、一端２ｓ側の吸水性材料５の体積を小さくできるため、氷面Ｓ上の水分量が少なくても、吸水体２の他端２ｔ側に向かって早期に吸水することができる。これにより、吸水体２は、吸水体２の長手方向に、変色部分８（図３（ｂ））を大きくできるため、吸水量を容易に調べることができる。

吸水体２の長手方向において、吸水体２の幅Ｗ１が漸減する部分（以下、単に「漸減部」ということがある。）５４の長さＬ４については、適宜設定することができる。なお、漸減部５４の長さＬ４が小さいと、変色部分８（図３（ｂ）に示す）を、吸水体２の長手方向に十分に大きくできない場合がある。逆に、漸減部５４の長さＬ４が大きくても、氷面Ｓ上の水分量が多い場合に、吸水体２の他端２ｔまで変色してしまい、吸水量を正確に調べられないおそれがある。このような観点より、漸減部５４の長さＬ４は、吸水体２の長さＬ１の１／１０以上が望ましく、また、１／２以下が望ましい。

本実施形態の測定方法では、吸水体２の変色部分８（図３（ｂ）に示す）の大きさに基づいて、吸水量が調べられたが、このような態様に限定されない。例えば、工程Ｓ３では、吸水体２の質量の変化に基づいて、吸水量が調べられてもよい。この場合、工程Ｓ３では、吸水後の吸水体２の質量から、吸水前の吸水体２の質量が減じられることで、吸水量が調べられる。これにより、この実施形態の測定方法は、吸水体２が変色部分８（図３（ｂ）に示す）の大きさに基づいて吸水量が調べられる前実施形態に比べて、吸水量をより正確に測定することができる。しかも、吸水体２に染料を添加する必要がないため、吸水体２のコストを低減することができる。

図７は、本発明の他の実施形態の治具３を示す斜視図である。なお、この実施形態において、前実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態の治具３には、時計部１０が設けられている。これにより、図５に示した吸水工程Ｓ２において、吸水体２を氷面Ｓに接触させる時間を、時計部１０を用いて容易に測定することができる。時計部１０には、載置部１６の下面１６ｄが氷面Ｓに配置されると同時に、時間の測定が開始可能なセンサー（図示省略）等が設けられるのが望ましい。

図８は、本発明の他の実施形態の治具３を示す斜視図である。この実施形態の治具３には、吸水体保持手段１２を移動させる移動手段１３が設けられている。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態の吸水体保持手段１２は、アーム２４と、アーム２４の長手方向の一端から上方にのびる立上がり部２５とを含む主部２１からなり、Ｌ字状に形成されている。さらに、主部２１には、アーム２４と立上がり部２５との間を連結する補強部２６が設けられている。

この実施形態のアーム２４は、基部１１の支柱１７と離間して配置されている。立上がり部２５は、アーム２４の一端から上方にのびている。立上がり部２５は、正面視矩形の板状に形成されている。立上がり部２５は、アーム２４側を向く第１側面２５ａの下端側に、アーム２４の一端が固定されている。

補強部２６は、アーム２４の上面と、立上がり部２５の第１側面２５ａとに固定されており、略三角形の板状に形成されている。このような補強部２６は、アーム２４と立上がり部２５とを強固に連結することができるため、主部２１の耐久性を高めることができる。

本実施形態の移動手段１３は、ガイドレール４３、ガイドレール４３に移動可能に嵌合する移動部４４、及び、ガイドレール４３に沿って移動部４４を移動させる駆動手段４５を含んでいる。

ガイドレール４３は、支柱１７のアーム２４側を向く第１側面１７ａに固定されており、支柱１７の長手方向にのびている。移動部４４は、吸水体保持手段１２の立上がり部２５に固定されている。本実施形態では、立上がり部２５の支柱１７側を向く第２側面２５ｂに、一対の移動部４４、４４が固定されている。一対の移動部４４、４４は、立上がり部２５の長手方向に離間して配置されている。

駆動手段４５は、シリンダ４７、ロッド４８、及び、電動機（図示省略）を含んで構成されている。シリンダ４７の端部は、支柱１７の第１側面１７ａの上端側において、ブラケット５０を介して固定されている。ロッド４８の端部は、吸水体保持手段１２の補強部２６の上端側に固定されている。

移動手段１３は、駆動手段４５のロッド４８を下方に伸長させることにより、ガイドレール４３に案内される移動部４４を介して、吸水体保持手段１２を、下方側に移動させる（即ち、吸水体２を氷面Ｓ側に移動させる）ことができる。この吸水体保持手段１２の下方への移動により、吸水体２を氷面Ｓに接触させることができる。また、移動手段１３は、駆動手段４５のロッド４８の収縮により、ガイドレール４３に沿って案内される移動部４４を介して、吸水体保持手段１２を、上方に移動させる（即ち、吸水体２を氷面Ｓから離間させる）ことができる。

図９は、この実施形態の測定装置１を用いた測定方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態の測定方法は、吸水体２を治具３に固定する工程Ｓ１に先立ち、治具３を氷面Ｓ上に設置する（工程Ｓ４）。工程Ｓ４では、図８に示されるように、氷面Ｓの上に、基部１１の載置部１６が配置される。これにより、治具３を氷面Ｓの上に設置することができる。なお、工程Ｓ４では、駆動手段４５のロッド４８を収縮させて、吸水体保持手段１２を上方に移動させている。

工程Ｓ４では、治具３を氷面Ｓの上に安定して設置するために、載置部１６の四隅に設けられた各孔部１９に、杭（図示省略）が打ち込まれるのが望ましい。この実施形態の工程Ｓ４は、工程Ｓ１の前に実施されているが、工程Ｓ１の後に実施されてもよい。

図５に示した吸水工程Ｓ２において、吸水体２を氷面Ｓに接触させる工程Ｓ２１では、図８に示されるように、駆動手段４５のロッド４８を下方に伸長させる。これにより、工程Ｓ２１では、吸水体２を氷面Ｓに接触させることができる。この氷面Ｓへの接触により、吸水体２は、氷面Ｓの水分を吸収することができる。また、吸水体２を氷面Ｓから離す工程Ｓ２３では、駆動手段４５のロッド４８を収縮させている。

このように、この実施形態の測定方法では、治具３（載置部１６）を氷面Ｓに設置した状態で、吸水体２を氷面Ｓに接触及び離間させることができる。これにより、この実施形態の測定方法は、氷面Ｓ上の水分を、吸水体２に安定して吸水させることができる。

図１０は、本発明の他の実施形態の治具３の一例を示す斜視図である。図１１は、図１０の正面図である。この実施形態の治具３には、駆動手段４５等を制御するための制御手段１４がさらに設けられている。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

図１に示されるように、制御手段１４は、例えば、作業用メモリ、各種の演算処理や情報処理等を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、磁気ディスクなどの記憶装置、処理結果等を表示するための表示部５１、及び、作業者が操作するための操作部５２を有している。また、制御手段１４は、時間を計測可能なタイマー（図示省略）を有している。

この実施形態の治具３は、アーム２４の下面に、変位計２７が設けられている。この実施形態の変位計２７は、レーザー変位計として構成されている。このような変位計２７は、変位計２７から氷面Ｓまでの距離を、任意のタイミングで測定することができる。この測定データは、制御手段１４に転送される。また、変位計２７は、制御手段１４によって制御される。

このような実施形態の制御手段１４は、変位計２７から氷面Ｓまでの距離に基づいて、駆動手段４５のロッド４８を伸縮させることができる。これにより、制御手段１４は、吸水体２の一端２ｓを、氷面Ｓに精度よく接触させることができる。また、制御手段１４は、タイマー（図示省略）を有しているため、吸水体２を氷面Ｓに接触させる時間を測定することができる。

次に、この実施形態の測定方法の処理手順について説明する。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

この実施形態の測定方法では、吸水体２を氷面Ｓに接触させる工程Ｓ２１（図５に示す）おいて、変位計２７から氷面Ｓまでの距離Ｍ１（図１０に示す）から、変位計２７から吸水体２の一端２ｓまでの距離Ｍ２（図１１に示す）を減じた距離（即ち、吸水体２の一端２ｓから氷面Ｓまでの距離）に基づいて、駆動手段４５のロッド４８が伸長されている。これにより、工程Ｓ２１では、吸水体２の一端２ｓを、氷面Ｓに確実に接触させることができる。

この実施形態の予め定められた時間が経過したか否かを判断する工程Ｓ２２（図５に示す）では、吸水体２が氷面Ｓに接触すると同時にセットされた制御手段１４のタイマー（図示省略）に基づいて行われる。また、吸水体２を氷面Ｓから離す工程Ｓ２３では、制御手段１４が、駆動手段４５のロッド４８を収縮させている。

このように、この実施形態の測定方法では、制御手段１４によって、吸水体２を氷面Ｓに接触及び離間させることができるため、予め定められた時間で吸水体２を氷面Ｓに確実に接触させて吸水させることができる。これにより、この実施形態の測定方法では、吸水体２の吸水量の測定誤差を小さくすることができる。

また、基部１１には、載置部１６と支柱１７との間に、支柱１７を載置部１６に対して垂直軸回りに回動可能な回転盤２０が設けられてもよい。回転盤２０は、載置部１６の上面に固定される下支持部２０ａと、支柱１７の下面に固定される上支持部２０ｂとを含んで構成されている。上支持部２０ｂは、下支持部２０ａに垂直軸回りに回転可能に支持されている。このような回転盤２０により、支柱１７が垂直軸回りに回転されることで、吸水体保持手段１２に保持されている吸水体２を、載置部１６の外側の氷面Ｓの任意の位置に接触させることができる。なお、回転盤２０は、使用者によって手動で回転されてもよいし、モータ等の駆動手段（図示省略）によって回転されてもよい。

図１２は、本発明の他の実施形態の治具３を示す斜視図である。図１３は、図１２の部分斜視図である。図１４は、図１２の分解斜視図である。この実施形態の吸水体保持手段１２は、吸水体２を取り外し可能に安定して固定するための取付部２２を含んで構成されている。なお、この実施形態において、これまでの実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

取付部２２は、切欠き部３１と、狭持部３２と、保持片３３とを含んで構成されている。

図１４に示されるように、切欠き部３１は、アーム２４の長手方向の他端側を平面視Ｌ字状に切り欠くことによって形成される。切欠き部３１には、アーム２４の長手方向に沿ってのびている。切欠き部３１は、保持片３３が配置される第１側面３１ａを具えている。第１側面３１ａには、保持片３３を嵌め込み可能な嵌合部３４が設けられている。本実施形態の嵌合部３４は、Ｔ字状に形成されている。

狭持部３２は、切欠き部３１（即ち、アーム２４の他端をＬ字状に切り欠いた領域）と略同じ大きさに形成されている。狭持部３２には、切欠き部３１の第１側面３１ａに突き合わせられる第１側面３２ａが設けられる。また、狭持部３２の一端は、固定具３５を介して、アーム２４に固定されている。固定具３５は、狭持部３２を、垂直軸回りに回動可能に支持している。これにより、狭持部３２は、切欠き部３１の第１側面３１ａと狭持部３２の第１側面３２ａとを突き合わせた閉状態（図１３に示す）と、第１側面３１ａ、３２ａを離間させた開状態（図１４に示す）との間で、回動することができる。

狭持部３２は、図１３に示した閉状態において、切欠き部３１の第１側面３１ａ（図１４に示す）と狭持部３２の第１側面３２ａ（図１４に示す）との間で、保持片３３（図３に示す）を挟み込むことができる。また、図１４に示した狭持部３２の開状態では、取付部２２から吸水体２を容易に取り外すことができる。図１３に示されるように、閉状態を安定して維持するために（吸水体２を安定して保持するために）、狭持部３２の他端には、アーム２４の他端と取り外し可能に固定するロック手段３６が設けられるのが望ましい。

図１４に示されるように、第１側面３２ａには、切欠き部３１の第１側面３２ａとの間で、保持片３３に固定されている吸水体２を挟み込むのを防ぐ溝部３７が設けられている。このような溝部３７により、切欠き部３１と狭持部３２との間で吸水体２が圧迫されるのを防ぐことができるため、吸水体２の吸水が阻害されることもない。

図１４に示されるように、保持片３３は、貼付部３９と、取手部４０とを含み、正面視Ｔ字状に形成されている。この保持片３３は、切欠き部３１の第１側面３１ａの嵌合部３４に取り外し可能に嵌め込まれる。

貼付部３９は、正面視において、横長矩形の板状に形成されている。貼付部３９には、切欠き部３１の第１側面３１ａに沿ってのびる貼付面３９ｓを有している。この貼付面３９ｓには、吸水体２の一部分が固定される。

本実施形態の貼付面３９ｓには、吸水体２の他端２ｔ側が固定されている。これにより、吸水体保持手段１２は、図１３に示されるように、保持片３３が嵌合部３４に嵌め込まれた状態（以下、単に「保持片３３の嵌合状態」ということがある。）において、吸水体２の一端２ｓ側を、アーム２４の下面よりも下方に突出させることができる。さらに、吸水体２は、吸水体２の長手方向が、氷面Ｓ（図１２に示す）と略垂直になるように保持される。また、図１４に示されるように、本実施形態の貼付面３９ｓには、複数の吸水体２が貼り付けられる。これにより、治具３は、複数の吸水体２を保持することができる。

取手部４０は、貼付部３９の長手方向の中央から上方にのびている。また、図１２及び図１４に示されるように、取手部４０の上端側は、アーム２４の上面から上方に突出し、かつ、アーム２４の厚さ方向に向かって湾曲している。このような取手部４０は、使用者が容易に把持することができるため、保持片３３の取り付け及び取り外しを円滑に行うことができる。

この実施形態の取付部２２によれば、保持片３３を介して、複数の吸水体２の取り付け及び取り外しが容易となる。従って、この実施形態の治具３は、氷面Ｓ上の水分量を効率よく測定することができる。

この実施形態の測定方法では、吸水体２を治具３に固定する工程Ｓ１（図９に示す）において、先ず、図１４に示されるように、保持片３３の貼付部３９に、複数の吸水体２の他端２ｔ側が貼り付けられる。次に、工程Ｓ１では、狭持部３２の開状態（図１４に示す）において、切欠き部３１の嵌合部３４に、保持片３３が嵌め込まれる。次に、工程Ｓ１では、狭持部３２を回動させて、切欠き部３１の第１側面３１ａと狭持部３２の第１側面３２ａとが突き合わされる（図１３に示した閉状態）。これにより、治具３は、図１２に示されるように、複数の吸水体２を、それらの長手方向が氷面Ｓと略垂直になるように保持することができる。

図９に示した工程Ｓ３では、吸水体２の吸水量を調べるのに先立ち、狭持部３２の開状態（図１４に示す）において、切欠き部３１の嵌合部３４から、保持片３３が取り外される。これにより、この実施形態の測定方法では、複数の吸水体２を治具３から容易かつ迅速に取り外すことができる。

図１５は、本発明の他の実施形態の吸水体保持手段１２の一例を示す斜視図である。図１６は、開状態の狭持部３２を示す斜視図である。この実施形態の吸水体保持手段１２には、吸水体２の折れ曲がりを防ぐ支持手段５６が設けられている。支持手段５６は、一対の支持片５７ａ、５７ｂを含んで構成されている。

図１６に示されるように、一方の支持片５７ａは、切欠き部３１が設けられるアーム２４の下面に固定されている。この実施形態の一方の支持片５７ａは、一対の垂下片６１、６１、第１連結片６２、及び、第２連結片６３を含んで構成されている。

一対の垂下片６１、６１は、アーム２４の長手方向において、嵌合部３４の両側にそれぞれ配置されている。各垂下片６１、６１は、アーム２４の下面から下方にのびている。各垂下片６１、６１の下端は、保持片３３の嵌合状態において、吸水体２の一端２ｓよりも上方に配置されている。

第１連結片６２は、垂下片６１、６１の下端を連結している。また、第１連結片６２は、アーム２４の長手方向と平行にのびている。これにより、第１連結片６２は、吸水体２の一端２ｓよりも上方に配置されている。第２連結片６３は、第１連結片６２の上方で一対の垂下片６１、６１を連結している。この実施形態の第２連結片６３は、第１連結片６２と平行にのびている。この実施形態の第１連結片６２及び第２連結片６３は、断面円形状に形成されている。

他方の支持片５７ｂは、狭持部３２の下面に固定されている。この実施形態の他方の支持片５７ｂは、一方の支持片５７ａと同様に、一対の垂下片６５、６５、第１連結片６６、及び、第２連結片６７を含んで構成されている。

支持手段５６は、図１５に示した狭持部３２の閉状態において、一対の支持片５７ａ、５７ｂ間の間隔が、吸水体２の厚さＴ１（図３（ａ）に示す）と略同一（厚さＴ１の±０．２mm程度）に設定されている。これにより、支持手段５６は、狭持部３２の閉状態において、アーム２４の下面よりも下方に突出する吸水体２を、一方の支持片５７ａの第１連結片６２及び第２連結片６３と、他方の支持片５７ｂの第１連結片６６及び第２連結片６７との間で挟み込むことができる。

このように、この実施形態の支持手段５６は、吸水体２の長手方向の広範囲に亘って、吸水体２を挟み込むことができるため、吸水体２の厚さ方向の折れ曲がりを防いで安定して保持することができる。第１連結片６２及び第２連結片６３は、断面円形状に形成されているため、吸水体２への圧迫を最小限に抑えることができる。これにより、吸水体２の吸水が阻害されるのを防ぐことができる。なお、第２連結片６３、６７は、吸水体２をより安定して保持するために、複数本設けられてもよい。

また、この実施形態の支持手段５６は、図１６に示した狭持部３２の開状態において、一方の支持片５７ａ及び他方の支持片５７ｂを離間させることができるため、取付部２２から吸水体２を容易に取り外すことができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図４及び図５に示した手順に従って、下記の異なるコンディション（気温、湿度、及び、氷面の温度）の氷面上の水分量が、図１に示した測定装置を用いて測定された（実施例１〜３）。共通仕様は次のとおりである。
実施例１：
気温：１℃、湿度：９０％、氷面の温度：−１℃
実施例２：
気温：１℃、湿度：７０％、氷面の温度：−１℃
実施例３：
気温：１℃、湿度：２０％、氷面の温度：−１℃
吸水体：
吸水性材料：濾紙
染料：青色１号
幅Ｗ１：５mm
長さＬ１：５０mm
厚さＴ１：０．３mm
染料の距離Ｌ３：１．０mm
目盛の間隔Ｗ２：２．０mm
治具：
吸水体の個数：４本

実施例１〜３において、吸水体を氷面に接触させてから１０秒後に、吸水体を氷面から離し、吸水体の吸水量が調べられた。そして、実施例１〜３において、各吸水体の吸水量の平均が求められ、氷面上の水分量が測定された。図１７（ａ）は、実施例１〜３の吸水体が変色した部分の大きさと、湿度との関係を示すグラフである。

一般に、気温及び氷面の温度が同一の条件下において、湿度が大きくなるほど、氷面の水分量は多くなる。図１７（ａ）に示されるように、実施例１〜３は、湿度が大きくなるほど（即ち、氷面の水分量が多くなるほど）、吸水体が変色した部分が大きくなった。しかも、吸水体が変色した部分の大きさと、湿度とは、比例関係にある。従って、実施例では、吸水体の吸水量（即ち、吸水体が変色した部分の大きさ）を調べることにより、氷面上の水分量を簡単に測定することができた。

また、水膜の厚さが異なる平皿（シャーレ）を複数用意し、気温１℃及び湿度２０％の条件下で、図１に示した測定装置を用いて水分量が測定された（実験例）。図１７（ｂ）は、実験例の吸水体が変色した部分の大きさと、水膜の厚さとの関係を示すグラフである。図１７（ｂ）に示されるように、実験例では、水膜の厚さが大きくなるほど、吸水体が変色した部分が大きくなった。従って、実施例と実験例とは、相関があることを確認できた。また、このようなグラフに基づいて、吸水体が変色した部分の大きさと、水膜の厚さとの比を予め求めておくことにより、図１７（ａ）のグラフの吸水体が変色した部分の大きさから、氷面上の水分量を定量的に求めることができた。

１ 氷上の水分量測定装置
２ 吸水体
３ 治具
Ｓ 氷面

Claims (11)

1. 氷面上の水分量を測定するための方法であって、
   吸水性材料からなる吸水体を前記氷面に予め定められた時間で接触させて保持する吸水工程と、
   前記時間が経過したときに、前記吸水体を前記氷面から離し、前記吸水体の吸水量を調べる工程とを含む氷面上の水分量測定方法。
2. 前記吸水体は、吸水により変色するものであり、
   前記吸水量を調べる工程は、前記吸水体が変色した部分の大きさに基づいて行われる請求項１記載の氷面上の水分量測定方法。
3. 前記吸水量を調べる工程は、前記吸水体の質量の変化に基づいて行われる請求項１記載の氷面上の水分量測定方法。
4. 前記吸水体は、長尺体であり、
   前記吸水工程は、前記吸水体の長手方向が前記氷面と略垂直になるように保持する治具を用いて行われる請求項１乃至３のいずれかに記載の氷面上の水分量測定方法。
5. 前記吸水工程は、複数の前記吸水体を、同時に前記氷面に接触させる請求項１乃至４のいずれかに記載の氷面上の水分量測定方法。
6. 氷面上の水分量を測定するための装置であって、
   吸水性材料からなる吸水体と、
   前記吸水体を前記氷面に接触させるための治具とを含む氷上の水分量測定装置。
7. 前記吸水体は、吸水により変色するものである請求項６記載の氷上の水分量測定装置。
8. 前記吸水体は、変色した部分の大きさを測定するための目盛を有する請求項７記載の氷上の水分量測定装置。
9. 前記吸水体は、長尺体であり、
   前記治具は、前記吸水体をその長手方向が前記氷面と略垂直になるように保持する請求項６乃至８のいずれかに記載の氷上の水分量測定装置。
10. 前記治具は、複数の前記吸水体を保持している請求項６乃至９のいずれかに記載の氷上の水分量測定装置。
11. 前記吸水体の幅は、前記吸水体の前記氷面に接触させる部分に向かって漸減する請求項６乃至１０のいずれかに記載の氷上の水分量測定装置。

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