特開 2023-66576 摩耗試験装置および摩耗試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023066576

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】摩耗試験装置および摩耗試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/56 20060101AFI20230509BHJP

【ＦＩ】

G01N3/56 H

G01N3/56 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021177237

(22)【出願日】2021-10-29

(71)【出願人】

【識別番号】315000098

【氏名又は名称】田中シビルテック株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】511169999

【氏名又は名称】石川県公立大学法人

(74)【代理人】

【識別番号】100136674

【弁理士】

【氏名又は名称】居藤 洋之

(72)【発明者】

【氏名】松田 展也

(72)【発明者】

【氏名】森 丈久

(57)【要約】

【課題】装置構成をコンパクト化および簡単化することができる摩耗試験装置および摩耗試験方法を提供する。
【解決手段】摩耗試験装置１００は、摩耗試験の対象である供試体ＷＫを載置する試験台１０１が第１水槽１０４ａ～１０４ｃを構成する有底円筒状の第１水槽本体１０５内に設けられている。供試体ＷＫ上には、供試体ＷＫ上を転動する転動球１４０が配置されている。第１水槽本体１０５には、転動球１４０に向けて転動水Ｗを噴射する噴射口１０６が形成されている。噴射口１０６には、配水管１３２を介して送水ポンプ１３１が接続されている。第１水槽１０４ａ～１０４ｃおよび送水ポンプ１３１は、上方が開口した箱状の第２水槽１２０内に収容されている。送水ポンプ１３１は、第２水槽１２０内に溢れ出た転動水Ｗを回収して第１水槽本体１０５に供給して転動球１４０を転動させる。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩耗試験の対象となる供試体を載置するための試験台と、
前記試験台上に載置された前記供試体上に載置されてこの供試体上を転動する球状の転動球と、
前記試験台および前記供試体上の前記転動球の周囲を囲む筒状に形成されてこれらを水没させる第１水槽と、
前記第１水槽内に水からなる転動水を噴射して前記転動球を転動させる水噴射装置とを備えることを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項2】

請求項１に記載した摩耗試験装置において、
前記水噴射装置は、
前記第１水槽の壁面に前記転動水の噴射孔を有していることを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載した摩耗試験装置において、さらに、
前記第１水槽を収容してこの第１水槽から溢れる前記転動水を受ける第２水槽を備えることを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項4】

請求項３に記載した摩耗試験装置において、
前記水噴射装置は、
前記第２水槽内の前記転動水を回収して前記第１水槽に供給することを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載した摩耗試験装置において、
前記第２水槽は、
複数の前記第１水槽を収容することを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項6】

請求項５に記載した摩耗試験装置において、
前記第２水槽は、
互いに隣接配置された２つの前記第１水槽の間における前記第１水槽の上端部間および下端部間のうちの少なくとも一方に前記転動水の流れを阻止する隔壁を有することを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項7】

請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した摩耗試験装置において、
前記第１水槽は、
互いに高さの異なる複数種類の前記試験台を選択的に取り付け可能であることを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項8】

筒状に形成された第１水槽内に設けられた試験台上に摩耗試験の対象となる供試体を配置する工程と、
前記試験台上に配置された前記供試体上に球状の転動球を配置する工程と、
前記第１水槽内に水からなる転動水を供給して前記転動球を前記供試体上で転動させる工程とを含むことを特徴とする摩耗試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物質の耐摩耗性を試験する摩耗試験装置および摩耗試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、物質、例えば、モルタル、コンクリートまたはセラミックの耐摩耗性を試験する摩耗試験装置がある。例えば、下記特許文献１には、有底筒状の容器内に配置したコンクリート製の供試体の上方に容器内の水をかき混ぜるために回転駆動する羽根状のパドルが設けられた摩耗試験装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０６－８０４４９号公報

【0004】

しかしながら、上記特許文献１に記載された摩耗試験装置においては、供試体上の鉄球を転動させるための水流を生成するために大きなパドルが必要になり装置構成が大型化かつ複雑化するという問題がある。

【0005】

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、装置構成をコンパクト化および簡単化することができる摩耗試験装置および摩耗試験方法を提供することにある。

【発明の概要】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、摩耗試験の対象となる供試体を載置するための試験台と、試験台上に載置された供試体上に載置されてこの供試体上を転動する球状の転動球と、試験台および供試体上の転動球の周囲を囲む筒状に形成されてこれらを水没させる第１水槽と、第１水槽内に水からなる転動水を噴射して転動球を転動させる水噴射装置とを備えることにある。

【0007】

このように構成した本発明の特徴によれば、摩耗試験装置は、転動球を水流によって供試体上を転動させるため、転動球（従来技術における鉄球）上にパドルおよびパドルを作動させるための機構が不要となり、装置構成をコンパクト化および簡単化することができる。特に、本発明に係る摩耗試験装置においては、大きな転動球を転動させる際においても大きなパドルが不要となり、装置構成を大幅にコンパクト化および簡単化することができ、運搬および設置も容易にすることができる。

【0008】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、水噴射装置は、第１水槽の壁面に転動水の噴射孔を有していることにある。

【0009】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、水噴射装置が第１水槽の壁面に転動水の噴射孔を有しているため、第１水槽の内部空間に転動水を噴射させるための配管およびノズルなどの機械的構成が不要となり第１水槽のコンパクト化および簡単化することができる。また、本発明に係る摩耗試験装置においては、第１水槽の内に転動水を噴射させるための機械的構成が不要となるため、この機械的構成に転動球が衝突するリスクも解消することができる。

【0010】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、さらに、第１水槽を収容してこの第１水槽から溢れる転動水を受ける第２水槽を備えることにある。

【0011】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、第１水槽を収容してこの第１水槽から溢れる転動水を受ける第２水槽を備えているため、第１水槽内からの転動水の飛散による周囲の汚損を心配することなく第１水槽内に転動水を噴射して転動球を転動させることができるとともに、飛散した転動水を回収することもできる。

【0012】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、水噴射装置は、第２水槽内の転動水を回収して第１水槽に供給することにある。

【0013】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、水噴射装置が第２水槽内の転動水を回収して第１水槽に供給しているため、転動水を効率的に使用することができる。

【0014】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、第２水槽は、複数の第１水槽を収容することにある。

【0015】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、第２水槽が複数の第１水槽を収容可能に構成されているため、複数の供試体について効率的に摩耗試験を行うことができる。

【0016】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、第２水槽は、互いに隣接配置された２つの第１水槽の間における第１水槽の上端部間および下端部間のうちの少なくとも一方に転動水の流れを阻止する隔壁を有することにある。

【0017】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、第２水槽内に互いに隣接配置された２つの第１水槽の間における第１水槽の上端部間および下端部間のうちの少なくとも一方に転動水の流れを阻止する隔壁を有しているため、第１水槽の上端部間に隔壁を有した場合には第１水槽内から飛散した転動水が他の第１水槽内に進入することを防止することができ、第１水槽の下端部間に隔壁を有した場合には第１水槽内から流出した転動水に含まれる粉塵が他の第１水槽が配置されている領域内に進入することを防止することができる。

【0018】

また、本発明の他の特徴は、前記摩耗試験装置において、第１水槽は、互いに高さの異なる複数種類の試験台を選択的に取り付け可能であることにある。

【0019】

このように構成した本発明の他の特徴によれば、摩耗試験装置は、第１水槽が互いに高さの異なる複数種類の試験台を選択的に取り付け可能であるため、供試体の厚さに応じて試験台の高さを選択することで供試体の高さを調整して転動球の転がり易さを調整することができる。

【0020】

また、本発明は、摩耗試験装置の発明として実施できるばかりでなく、供試体の摩耗試験方法の発明としても実施できるものである。

【0021】

具体的には、摩耗試験方法は、筒状に形成された第１水槽内に設けられた試験台上に摩耗試験の対象となる供試体を配置する工程と、試験台上に配置された供試体上に球状の転動球を配置する工程と、第１水槽内に水からなる転動水を供給して転動球を供試体上で転動させる工程とを含むようにすればよい。これによれば、摩耗試験方法は、上記摩耗試験装置と同様の作用効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る摩耗試験装置の外観構成の概略を示す平面図である。

【図2】図１に示す摩耗試験装置の外観構成の概略を示す正面図である。

【図3】図２に示す摩耗試験装置における第２水槽の壁面の一部を省略して内部構成を示した断面図である。

【図4】図１に示す４－４線から見た摩耗試験装置の内部構成を示す片側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る摩耗試験装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る摩耗試験装置１００の外観構成の概略を示す平面図である。また、図２は、図１に示す摩耗試験装置１００の外観構成の概略を示す正面図である。また、図３は、図２に示す摩耗試験装置１００における第２水槽１２０の壁面の一部を省略して内部構成を示した断面図である。また、図４は、図１に示す４－４線から見た摩耗試験装置１００の内部構成を示す片側断面図である。

【0024】

この摩耗試験装置１００は、水中に沈めた供試体ＷＫ上で転動球１４０を転がすことで供試体ＷＫを構成するモルタルまたはコンクリートの耐摩耗性を試験する試験装置である。ここで、供試体ＷＫは、モルタルまたはコンクリートを板状に形成して構成されている。また、供試体ＷＫおよび転動球１４０は、水で構成された転動水Ｗ中に沈められる。

【0025】

（摩耗試験装置１００の構成）
摩耗試験装置１００は、試験台１０１を備えている。試験台１０１は、供試体ＷＫを載置するための部品であり、主として、載置台１０２と脚部１０３とで構成されている。載置台１０２は、供試体ＷＫが載置される部品であり、平坦な円板状に形成して構成されている。この場合、載置台１０２は、平面視において、供試体ＷＫの大きさよりも小さい大きさに形成してもよいが、供試体ＷＫの全面を支持することができるように供試体ＷＫの大きさ以上の大きさに形成されるとよい。また、載置台１０２は、樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）、セラミック材（例えば、陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）で構成されている。

【0026】

この載置台１０２には、取付孔１０２ａおよび空気孔１０２ｂがそれぞれ形成されている。取付孔１０２ａは、後述する取付具１１０を貫通させるための部分であり、載置台１０２の中央部を上下方向に貫通する貫通孔で構成されている。また、空気孔１０２ｂは、載置台１０２の下面側の脚部１０３の内部に溜まる空気を抜くための部分であり、取付孔１０２ａの近傍位置で上下方向に貫通する２つの貫通孔で構成されている。

【0027】

脚部１０３は、供試体ＷＫを所定の高さに位置させるために載置台１０２の高さを規定するための部分であり、載置台１０２の下面から鉛直方向に下垂する筒状に形成されている。また、脚部１０３は、樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）、セラミック材（例えば、陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）で構成されている。本実施形態において、脚部１０３は、載置台１０２とともに樹脂材料で構成されており、載置台１０２の下面に接着固定されている。

【0028】

なお、試験台１０１は、載置台１０２自体の厚さを厚く形成することで載置台１０２と別体の脚部１０３を省略して構成することもできる。この試験台１０１は、３つの第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内にそれぞれ収容されている。また、試験台１０１は、図１および図３においては、後述する第１水槽１０４ｃ上で図示を省略している。

【0029】

第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、試験台１０１を供試体ＷＫ、転動球１４０および転動水Ｗとともに収容する容器であり、それぞれ上方に向かって開口する有底筒状に形成されている。これらの第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、主として、第１水槽本体１０５と底板１０７とで構成されている。第１水槽本体１０５は、試験台１０１の周囲を供試体ＷＫ、転動球１４０および転動水Ｗとともに囲む部品であり、鉛直方向に延びる筒状に形成されている。本実施形態においては、第１水槽本体１０５は、樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）を円筒状に形成して構成されている。

【0030】

この場合、第１水槽本体１０５は、供試体ＷＫ上を転がる転動球１４０が第１水槽本体１０５の外に飛び出さない高さ（深さ）（本実施形態においては、２５０ｍｍ）に形成されている。また、第１水槽本体１０５は、供試体ＷＫ上を転がる転動球１４０が供試体ＷＫ上から落下しない大きさの内径に形成される。なお、第１水槽本体１０５は、樹脂材料以外の材料、例えば、セラミック材（例えば、陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）で構成されていてもよいことは当然である。なお、第１水槽本体１０５は、円筒以外の筒状に形成されていてもよいことは当然である。

【0031】

この第１水槽本体１０５には、噴射口１０６が形成されている。噴射口１０６は、第１水槽本体１０５内において、試験台１０１上に載置された供試体ＷＫ上に載置される転動球１４０に水流を噴射するための部分であり、第１水槽本体１０５の壁面を貫通する貫通孔で構成されている。この場合、噴射口１０６は、供試体ＷＫ上に載置される転動球１４０における上下方向中央部、同中央部に対して下方部分または上方部分に水流が当たる位置に形成されている。本実施形態においては、噴射口１０６は、供試体ＷＫ上に載置される転動球１４０における上下方向中央部に水流が当たる位置に形成されている。この噴射口１０６には、後述する水噴射装置１３０の配水管１３２の端部が接続されている。

【0032】

底板１０７は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの各底部を構成する部品であり、第１水槽本体１０５の図示下方側の開口部を塞ぐ円板状に形成されている。本実施形態において、底板１０７は、第１水槽本体１０５と同じ樹脂材料で構成されており、第１水槽本体１０５における図示下方の端部に接着固定されている。なお、底板１０７は、樹脂材料以外の材料、例えば、セラミック材（例えば、陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）で構成されていてもよいことは当然である。

【0033】

この底板１０７には、係止孔１０７ａが形成されている。係止孔１０７ａは、後述する取付具１１０の貫通棒１１１が貫通する部分であり、貫通棒１１１の下端部に形成されたフランジ部１１１ａが引っ掛かる大小２つ内径を有する貫通孔で構成されている。

【0034】

取付具１１０は、供試体ＷＫを試験台１０１上に固定するための部品であり、主として、貫通棒１１１、押さえプレート１１２およびナット１１３をそれぞれ備えて構成されている。貫通棒１１１は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃの各底板１０７、各試験台１０１、各押さえプレート１１２および各供試体ＷＫをそれぞれ貫通する部品であり、ステンレス材などの金属材料を棒状に形成して構成されている。この場合、貫通棒１１１は、一方（図示下端部）の端部に径方向外側に広がって底板１０７の係止孔１０７ａに引っ掛けられるフランジ部１１１ａが形成されるとともに、他方（図示上端部）に雄ネジが形成されたネジ部１１１ｂが形成されている。この貫通棒１１１は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃの各第１水槽本体１０５の底板１０７の中央部に起立した状態で設けられている。

【0035】

押さえプレート１１２は、貫通棒１１１に形成されたフランジ部１１１ａと協働して供試体ＷＫを試験台１０１の載置台１０２上に押し付けるための部品であり、ステンレス材などの金属材料を平板リング状に形成して構成されている。ナット１１３は、貫通棒１１１に形成されたネジ部１１１ｂにネジ嵌合することで押さえプレート１１２を供試体ＷＫに押し付ける部品である。これらの第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、第２水槽１２０内にそれぞれ設けられている。

【0036】

第２水槽１２０は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび送水ポンプ１３１をそれぞれ収容する容器であり、上方に向かって開口する有底箱状に形成されている。この第２水槽１２０は、主として、第２水槽本体１２１と隔壁１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂとで構成されている。

【0037】

第２水槽本体１２１は、複数（本実施形態においては、３つ）の第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと１つの送水ポンプ１３１とを転動水Ｗとともに収容する容器であり、上方に向かって開口する箱状に形成されている。この場合、第２水槽本体１２１は、前記した３つの第１水槽本体１０５の高さよりも高い高さ（深さ）に形成されている。

【0038】

本実施形態においては、第２水槽本体１２１は、１つの長方形状の板状の樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）を底部として、この底部の４辺に４つの長方形状の板状の樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）をそれぞれ起立するように固着させた箱状に構成されている。すなわち、第２水槽本体１２１は、本実施形態においては、図示左右方向に延びる直方体状に形成されている。そして、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃおよび送水ポンプ１３１は、第２水槽本体１２１内に長手方向に沿って等間隔に配置されている。

【0039】

隔壁１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂは、第２水槽本体１２１内において第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃから流出する転動水Ｗの流れを規制するための部品であり、樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）、セラミック材（例えば、陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）を長方形状の板状体に形成して構成されている。この場合、隔壁１２２ａ，１２２ｂは、第１水槽１０４ａと第１水槽１０４ｂとの間に配置されており、隔壁１２３ａ，１２３ｂは、第１水槽１０４ｂと第１水槽１０４ｃとの間に配置されており、隔壁１２４ａ，１２４ｂは、第１水槽１０４ｃと送水ポンプ１３１との間に配置されている。

【0040】

また、この場合、隔壁１２２ａ，１２３ａ，１２４ａは、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内の転動水Ｗが周囲に飛散することを抑制するための部品であり、第２水槽本体１２１の上端部と略同じ高さ位置から下垂した状態で設けられている。また、隔壁１２２ｂ，１２３ｂ，１２４ｂは、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃから流出する転動水Ｗ内に含まれる懸濁物が隣接する領域に流動することを抑制するための部品であり、第２水槽本体１２１の底部に接触して起立する状態で設けられている。したがって、第２水槽本体１２１内は、隔壁１２２ａ，１２３ａ，１２４ａと隔壁１２２ｂ，１２３ｂ，１２４ｂとの間の領域が転動水Ｗが流通する流路となっている。

【0041】

水噴射装置１３０は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃにそれぞれ転動水Ｗを供給するための機械装置であり、主として、送水ポンプ１３１、配水管１３２、流量調整弁１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃをそれぞれ備えて構成されている。送水ポンプ１３１は、第２水槽本体１２１内に貯留されている転動水Ｗを吸い込んで配水管１３２に送る機械装置である。本実施形態においては、送水ポンプ１３１は、第２水槽本体１２１の底部側の転動水Ｗを吸い込んで配水管１３２に送る電動のポンプで構成されている。

【0042】

配水管１３２は、送水ポンプ１３１から供給される転動水Ｗを第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃにそれぞれ送るための配管であり、樹脂材料（例えば、ポリ塩化ビニルなど）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）をパイプ状に形成して構成されている。この場合、配水管１３２は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃにそれぞれ転動水Ｗを給水するために３つに枝分かれした後、第２水槽本体１２１を貫通して各第１水槽本体１０５における噴射口１０６にそれぞれ接続されている。この場合、各配水管１３２は、各第１水槽本体１０５の周方向に沿って転動水Ｗを噴射するように各第１水槽本体１０５の外周部に対して接線方向から接続されている。

【0043】

この配水管１３２には、流量調整弁１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ、流量計１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃおよび圧力計１３５がそれぞれ設けられている。流量調整弁１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃは、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃにそれぞれ供給する転動水Ｗの水量を個別に加減するための手動式の弁であり、配水管１３２における第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃに向かってそれぞれ枝分かれした部分に設けられている。流量計１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃは、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃに供給される転動水Ｗの流量を表示する計測器具である。また、圧力計１３５は、配水管１３２内を流れる転動水Ｗの水圧を表示する計測器具である。なお、図３においては、水噴射装置１３０を二点鎖線で示している。また、図４においては、配水管１３２の一部のみを示して水噴射装置１３０の図示を省略している。

【0044】

転動球１４０は、供試体ＷＫ上を転がって摩擦接触する部品であり、セラミック材（例えば、石または陶磁器）または金属材料（例えば、アルミニウム材またはステンレス材など）を球状に形成して構成されている。この転動球１４０は、供試体ＷＫに対する摩耗試験の仕様に応じて大きさおよび数が選定される。

【0045】

（摩耗試験装置１００の作動）
次に、上記のように構成した摩耗試験装置１００の作動について説明する。まず、摩耗試験装置１００を用いて摩耗試験を行う作業者は、供試体ＷＫを用意する。具体的には、作業者は、モルタルまたはコンクリートを板状に形成した供試体ＷＫを用意する。ここで、供試体ＷＫは、平面視で正方形状の板状体の４つの角部を面取りした形状に形成することができる。この場合、供試体ＷＫの中央部には、取付具１１０の貫通棒１１１を貫通させるための貫通孔が形成されている。なお、本実施形態においては、作業者は、３つの供試体ＷＫを用意する。この場合、３つの供試体ＷＫは、全て同じ仕様で構成されていてもよいし、構成成分、形状または大きさが互いに異なるように構成されていてもよい。

【0046】

次に、作業者は、試験台１０１を第１水槽１０４ａ～１０４ｃ内にそれぞれセットする。具体的には、作業者は、供試体ＷＫの厚さおよび転動球１４０の大きさに応じた高さの試験台１０１を第１水槽１０４ａ～１０４ｃの各第１水槽本体１０５内に配置する。この場合、作業者は、供試体ＷＫ上に載置される転動球１４０の上下方向中央部に噴射口１０６から噴射される転動水Ｗが当たる高さの試験台１０１を第１水槽本体１０５内に配置する。これにより、試験台１０１は、第１水槽本体１０５内に起立した貫通棒１１１が載置台１０２を貫通した状態で配置される。

【0047】

次に、作業者は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃにおける各試験台１０１上に供試体ＷＫをそれぞれセットする（供試体を配置する工程）。具体的には、作業者は、第１水槽本体１０５内に配置された試験台１０１の載置台１０２上に供試体ＷＫを載置する。この場合、作業者は、載置台１０２上に起立する貫通棒１１１を貫通させた状態で供試体ＷＫを配置する。

【0048】

次いで、作業者は、押さえプレート１１２を用意した後、この押さえプレート１１２を供試体ＷＫ上に起立する貫通棒１１１を貫通させた状態で配置する。そして、作業者は、ナット１１３を用意した後、このナット１１３を貫通棒１１１の上端部からねじ込むことで押さえプレート１１２を供試体ＷＫの上面に押さえ付ける。これにより、作業者は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃについて、供試体ＷＫを試験台１０１上に固定することできる。

【0049】

次に、作業者は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃ内にそれぞれ固定した供試体ＷＫ上に転動球１４０をそれぞれ配置する（転動球を配置する工程）。この場合、作業者は、摩耗試験の仕様に応じ数および大きさの転動球１４０を第１水槽１０４ａ～１０４ｃごとの各供試体ＷＫ上に配置する。これにより、試験台１０１は、配水管１３２が接続されていることに加えて供試体ＷＫおよび転動球１４０の重量によって第１水槽本体１０５上に安定的に配置される。

【0050】

次に、作業者は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃ内および第２水槽１２０内にそれぞれ転動水Ｗを充填する。具体的には、作業者は、水道水を転動水Ｗとして第２水槽１２０内に導入する。この場合、作業者は、各第１水槽本体１０５内に転動水Ｗを供給して転動球１４０を転動させた際において、各第１水槽本体１０５から転動水Ｗの一部が溢れ出る程度であってかつ送水ポンプ１３１の給水口の水没状態が維持される程度の水を充填する。

【0051】

次に、作業者は、供試体ＷＫの摩耗試験を開始する。具体的には、作業者は、送水ポンプ１３１の作動を開始させる。これにより、送水ポンプ１３１は、第２水槽本体１２１内に貯留されている転動水Ｗを吸水して配水管１３２を介して３つの第１水槽本体１０５にそれぞれ給水を開始する。これにより、３つの各第１水槽本体１０５内においては、噴射口１０６から転動水Ｗが各第１水槽本体１０５の接線方向から噴射されることで転動球１４０が各第１水槽本体１０５の周方向に沿って転動を開始する（図１および図４における破線矢印参照）（転動球を前記供試体上で転動させる工程）。

【0052】

この転動球１４０が供試体ＷＫ上を転動している場合においては、３つの各第１水槽本体１０５からはそれぞれ供給された転動水Ｗが飛散または溢れ出る。この場合、各第１水槽本体１０５の周囲には、第２水槽本体１２１の側壁および隔壁１２２ａ，１２３ａ，１２４ａが設けられているため、各第１水槽本体１０５からそれぞれ飛散した転動水Ｗが第２水槽本体１２１の外側に飛散することが防止されて第２水槽本体１２１の底部側に導かれる。また、各第１水槽本体１０５から溢れ出た転動水Ｗについても第２水槽本体１２１の底部側に導かれる。

【0053】

この場合、第２水槽本体１２１の底部側には、隔壁１２２ｂ，１２３ｂ，１２４ｂが設けられているため、第２水槽本体１２１の底部に溜まった転動水Ｗの送水ポンプ１３１側への流動が妨げられる。これにより、転動水Ｗ内に含まれる供試体ＷＫまたは転動球１４０の摩耗紛などからなる懸濁物を第２水槽本体１２１の底部に沈降させて送水ポンプ１３１に導かれることを防止することができる。

【0054】

作業者は、供試体ＷＫの摩耗試験に必要な時間だけ送水ポンプ１３１を作動させて第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと第２水槽１２０との間で転動水Ｗを循環させることで供試体ＷＫの摩耗試験を行うことができる。なお、作業者は、流量調整弁１３３ａ～１３３ｃを手動操作することで各第１水槽本体１０５に供給される転動水Ｗの量を加減することができる。

【0055】

次に、摩耗試験を終える場合には、作業者は、送水ポンプ１３１の作動を停止させた後、各第１水槽本体１０５内から供試体ＷＫを取り出す。この場合、作業者は、ナット１１３を緩めることで供試体ＷＫを試験台１０１上から取り外して摩耗状況を確認することができる。なお、作業者は、供試体ＷＫの取り外しに際して、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内および第２水槽１２０内にそれぞれ貯留されている転動水Ｗを除去してから供試体ＷＫを取り外すこともできる。

【0056】

この場合、作業者は、送水ポンプ１３１とは別の吸水ポンプ（図示せず）を用いて第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内および第２水槽１２０内にそれぞれ貯留されている転動水Ｗを除去してもよいし、第１水槽本体１０５および第２水槽本体１２１に排水栓を設けておいて排水するようにしてもよい。

【0057】

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、摩耗試験装置１００は、転動球１４０を水流によって供試体ＷＫ上を転動させるため、転動球（従来技術における鉄球）上にパドルおよびパドルを作動させるための機構が不要となり、装置構成をコンパクト化および簡単化することができる。特に、本発明に係る摩耗試験装置１００においては、大きな転動球１４０を転動させる際においても大きなパドルが不要となり、装置構成を大幅にコンパクト化および簡単化することができ、運搬および設置も容易にすることができる。

【0058】

さらに、本発明の実施にあたっては、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。

【0059】

例えば、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、第２水槽１２０内に３つの第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを配置して構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、少なくとも１つの第１水槽（第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃのいずれか１つ以上）を備えて構成されていればよい。また、摩耗試験装置１００は、第２水槽１２０内に４つ以上の第１水槽を配置して構成されていてもよいことは当然である。

【0060】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、第１水槽１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを収容する第２水槽１２０を備えて構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、少なくとも１つの第１水槽を備えて構成されていればよく、第２水槽１２０を省略して構成することもできる。

【0061】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃの各壁面に転動水Ｗの噴射口１０６を備えて構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃの各第１水槽本体１０５の開口部分から各第１水槽本体１０５内に延びて転動水Ｗを噴射する配管を配置するように構成することもできる。

【0062】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、第２水槽１２０内に溢れ出た転動水Ｗを回収して再び第１水槽１０４ａ～１０４ｃに供給させて転動水Ｗを循環させるように構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、第１水槽１０４ａ～１０４ｃに対して常に新たな転動水Ｗを供給して溢れ出た転動水Ｗを廃棄するように構成してもよい。

【0063】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、第２水槽１２０内に隔壁１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂを備えて構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、隔壁１２２ａ，１２３ａ，１２４ａおよび隔壁１２２ｂ，１２３ｂ，１２４ｂのうちの一方を備えて構成してもよいし、隔壁１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂを省略して構成することもできる。

【0064】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、高さの異なる複数種類の試験台１０１を選択的に取り付け可能に構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、１種類の試験台１０１を第１水槽本体１０５に対して固定的に取り付けて構成することができる。

【0065】

また、上記実施形態においては、摩耗試験装置１００は、送水ポンプ１３１を備えて構成した。しかし、摩耗試験装置１００は、送水ポンプ１３１を省略して構成することもできる。この場合、摩耗試験装置１００は、上水道からホースなどを使って第１水槽本体１０５内に転動水Ｗを供給して転動球１４０を転動させることもできる。

【符号の説明】

【0066】

ＷＫ…供試体、Ｗ…転動水、
１００…摩耗試験装置、１０１…試験台、１０２…載置台、１０２ａ…取付孔、１０２ｂ…空気孔、１０３…脚部、１０４ａ～１０４ｃ…第１水槽、１０５…第１水槽本体、１０６…噴射口、１０７…底板、１０７ａ…係止孔、
１１０…取付具、１１１…貫通棒、１１１ａ…フランジ部、１１１ｂ…ネジ部、１１２…押さえプレート、１１３…ナット、
１２０…第２水槽、１２１…第２水槽本体、１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂ…隔壁、
１３０…水噴射装置、１３１…送水ポンプ、１３２…配水管、１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ…流量調整弁、１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ…流量計、１３５…圧力計、
１４０…転動球。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】