特許 7413178 ゴム部材の試験路面の作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-04

(45)【発行日】2024-01-15

(54)【発明の名称】ゴム部材の試験路面の作成方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 19/02 20060101AFI20240105BHJP

   E01C 7/10 20060101ALI20240105BHJP

   G01M 17/02 20060101ALI20240105BHJP

   G01N 3/56 20060101ALN20240105BHJP

【ＦＩ】

G01N19/02 B

E01C7/10

G01M17/02

G01N3/56 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020124693

(22)【出願日】2020-07-21

(65)【公開番号】P2022021219

(43)【公開日】2022-02-02

【審査請求日】2023-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003395

【氏名又は名称】弁理士法人蔦田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】諫山 直生

【審査官】外川 敬之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９９１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５８２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４９４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２０８０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １９／０２

Ｇ０１Ｍ １７／０２

Ｅ０１Ｃ ７／１０

Ｇ０１Ｎ ３／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実路面から複数の路面片を切り出すステップと、
複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べるステップと、
複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べた状態で互いに固定するステップと、
固定された複数の前記路面片をパレットに固定するステップと、
を含む、ゴム部材の試験路面の作成方法。

【請求項2】

前記パレットは、底板と、前記底板から立ち上がった側壁とを有し、開口部が形成された箱型の部材であり、
複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べるステップの後、
前記路面片の上に形状記憶物体を配置し、その上から前記パレットを前記開口部を下にして被せ、前記底板で前記形状記憶物体を押して変形させるステップと、
変形後の前記形状記憶物体の厚みに基づき、前記パレットの前記底板と複数の前記路面片との間に充填すべき接着剤の量を見積もるステップと、
前記の見積もられた量の接着剤を、前記パレットの前記底板と複数の前記路面片との間に充填した形で、複数の前記路面片を互いに固定すると共に前記パレットに固定するステップと、
を含む、請求項１に記載のゴム部材の試験路面の作成方法。

【請求項3】

複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べるステップの後、
複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べた状態で板状部材に接着することにより互いに固定するステップと、
前記板状部材を前記パレットに着脱可能に固定するステップと、
を含む、請求項１に記載のゴム部材の試験路面の作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はゴム部材の試験路面の作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤ等に使用するゴム部材の摩擦等の試験を台上試験機で行うために、平面上に研磨布を貼ったり模擬路面を形成したりして、その上でゴム部材を滑らせることが行われている。模擬路面は、骨材と樹脂等から形成される（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－２００３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、研磨布や模擬路面は、テストコース等の実路面とは材質や表面粗さが異なる。そのことが原因で、研磨布や模擬路面でのゴム部材の試験結果と、テストコース等の実路面でのタイヤの試験結果とで、度々乖離した結果が出てしまうという問題があった。例えば、複数のタイヤについて摩擦係数の大きさを順位付けする試験を行うと、研磨布や模擬路面での試験結果と、実路面での試験結果で、順位が全く異なってしまうことがあった。

【0005】

その問題への対策として、テストコース等の実路面の一部を路面片として切り出し、屋内の卓上加工機で路面片を所定の寸法に仕上げ、それを台上試験機に設置し、その上でゴム部材の試験を行うことが検討されている。その場合、卓上加工機で加工できる路面片の寸法に制限があり大きな（例えば長さ０．５ｍ以上といった）路面片の加工が困難であることから、小さな路面片を複数個切り出し、それらを並べてつなぎ合わせる必要がある。

【0006】

ところが、卓上加工機で路面片の寸法を微調整しようとすると路面片が破砕してしまうリスクがあり、複数の路面片を均一な厚みで仕上げることが困難である。そのため、複数の路面片を並べてつなぎ合わせると、つなぎ目に段差ができてしまう。

【0007】

そこで本発明は、つなぎ目に段差ができにくい試験路面の作成方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態のゴム部材の試験路面の作成方法は、実路面から複数の路面片を切り出すステップと、複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べるステップと、複数の前記路面片を、表側を下にして平面上に並べた状態で互いに固定するステップと、固定された複数の前記路面片をパレットに固定するステップと、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

上記の方法によれば、表側を下にした状態で複数の路面片が固定されるので、路面片の表側のつなぎ目に段差ができにくい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】台上試験機を示す図。

【図2】実施形態１のフローチャート。

【図3】完成した試験路面の斜視図。

【図4】複数の路面片が表面を下にして並べられた様子を水平方向から見た図。

【図5】路面片の裏面の上に粘土が配置された様子を水平方向から見た図。

【図6】パレットの斜視図。

【図7】粘土がパレットに押しつぶされた様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図8】複数の路面片が枠で囲まれた様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図9】複数の路面片が枠で囲まれた様子を上から見た図。

【図10】枠の内側に接着剤が充填された様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図11】複数の路面片を囲む枠が取り外された様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図12】複数の路面片及び接着剤の層の上にパレットが被せられた様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図13】完成した試験路面の、図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【図14】実施形態２のフローチャート。

【図15】複数の路面片及び接着剤の層の上に板状部材が載せられた様子を水平方向から見た図。

【図16】板状部材がパレットに固定された様子を示す図。図６のＡ－Ａに相当する位置での断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。

【0012】

１．実施形態１
図１に、ゴム部材の摩擦等の試験を行うための台上試験機１を示す。台上試験機１は、水平に配置された試験路面２と、ゴム部材３を保持するホルダー４と、ホルダー４を上下させる荷重装置５と、ホルダー４を水平方向に移動させる駆動装置６と、荷重装置５及び駆動装置６を制御する制御装置７とを有している。

【0013】

制御装置７は、荷重装置５を稼働させてホルダー４を下げることにより、ゴム部材３を試験路面２に押し付ける。その状態で、制御装置７は、駆動装置６を稼働させてホルダー４を水平方向に移動させることにより、ゴム部材３を試験路面２で滑らせる。そのときにゴム部材３に負荷される荷重を不図示のセンサが測定し、測定結果が摩擦力の評価等に利用される。

【0014】

試験路面２は複数の路面片１０がつながって形成されている。複数の路面片１０が箱形のパレット１１の内部に並べられ、パレット１１ごと、台上試験機１におけるホルダー４の下の場所に固定されている。実施形態１の方法はこのような試験路面２の作成方法である。

【0015】

図２に示すように、実施形態１の方法は、実路面から複数の路面片１０を切り出すステップＳ１－１と、複数の路面片１０を、表側を下にして平面上に並べるステップＳ１－２と、路面片１０とパレット１１との間に充填すべき接着剤の量を見積もるステップＳ１－３と、複数の路面片１０を、表側を下にして平面上に並べた状態で互いに固定するステップＳ１－４と、固定された複数の路面片１０をパレット１１に固定するステップＳ１－５と、を有している。

【0016】

最初のステップＳ１－１では、既知の切断機により、テストコースや公道等の実路面から複数の路面片１０が切り出される。実路面は、アスファルトコンクリート、すなわちアスファルトと骨材（砕石、砂利、砂）の混合物からなる。アスファルトコンクリートには様々な種類が存在するが、実路面に使用される一般的なものは、密粒度アスファルトコンクリート、すなわち粗骨材、細骨材、フィラー及びアスファルトの混合物で、合成粒度における２．５ｍｍふるい通過量が３５～５０％のものである。

【0017】

切り出された路面片１０は、屋内の卓上加工機で所定の寸法に仕上げられる。仕上がった路面片１０は、平面視で（すなわち上から見て）長方形であり、図３に示すように複数個（図３の場合は３個）並べた状態でパレット１１にほぼ隙間無く収めることのできる大きさである。路面片１０の平面視での一辺の長さは例えば４００～５００ｍｍである。また、路面片１０の厚みはパレット１１の深さ（すなわち後述する側壁１６の高さ）より小さく、例えば２５～３５ｍｍである。路面片１０の表側の面（以下「表面」）１２には、多数の骨材により図４等に示すように凹凸が形成されている。

【0018】

次のステップＳ１－２では、まず、凹凸のない水平な床上に樹脂シート１３が敷かれる。樹脂シート１３の代わりに、床を汚すことを防止でき凹凸の出来ない物が使用されても良い。樹脂シート１３の上面は平面である。次に、樹脂シート１３の上面及び路面片１０の表面１２にフッ素系やシリコン系の離型剤（図示省略）が塗布される。次に、図４に示すように、樹脂シート１３の上に、切り出された複数の路面片１０が、表面１２を下にして並べられる。このとき、隣接する路面片１０の間に隙間が生じないように、路面片１０同士が密着して並べられる。複数の路面片１０が表面１２を下にして平面上に並べられることにより、隣接する路面片１０の間に段差がなくなる。

【0019】

次のステップＳ１－３では、まず、ステップＳ１－２で並べられた全ての路面片１０の上（路面片１０の裏面が上になっている）に、それぞれ、図５に示すように形状記憶物体としての粘土１４が配置される。粘土１４としては、土粘土、油粘土、紙粘土、小麦粘土、シリコン粘土等が使用可能であるが、特にシリコン粘土が適している。なお、粘土１４の代わりに、力が加わると変形し、変形後の形状が維持される性質のある別の物体も使用可能である。

【0020】

次に、粘土１４の上からパレット１１が被せられ、粘土１４が押し潰される。ここで、パレット１１について図６に基づき説明する。パレット１１は、平面視で長方形の底板１５と、底板１５の四辺から底板１５に対して垂直に立ち上がった４つの側壁１６とを有する、箱形の部材である。４つの側壁１６の縁部１７によって長方形の開口部が形成されている。また、４つの側壁１６の縁部１７から開口部の外側に向かってフランジ１８が形成されている。フランジ１８の全体が底板１５に平行である。

【0021】

側壁１６の高さ（すなわち底板１５に垂直な方向の長さ）は、路面片１０の厚みよりも長い。また、底板１５及び開口部の形状及び大きさは、一列に並べられた複数の路面片１０が形成する長方形とほぼ同じ形状及び大きさである。そして、一列に並べられた複数の路面片１０がパレット１１の内部に収容可能である。

【0022】

このようなパレット１１が、開口部を下に、底板１５を上にして、路面片１０及び粘土１４に上から被せられる。そして、パレット１１のフランジ１８の全体が床上の樹脂シート１３に密着するまで、パレット１１が上から押される。すると、図７に示すように、路面片１０の上の粘土１４がパレット１１の底板１５によって押し潰される。なおこのとき、パレット１１の側壁１６と路面片１０との間には僅かな（例えば水平方向に５ｍｍ以下の）隙間が形成される。

【0023】

次に、路面片１０及び粘土１４からパレット１１が取り外される。パレット１１が取り外されても、粘土１４の形状は押し潰された時のまま維持されている。次に、形状が維持されている粘土１４の厚み（すなわち床に垂直な方向の長さ）が測定される。ここで、粘土１４の場所により厚みにばらつきが生じる場合があるので、１つの粘土１４につき複数箇所（例えば縦３×横３の９箇所）で厚みが測定され、その平均値がその粘土１４の厚みとされることが好ましい。厚みが測定される前又は後に、粘土１４が路面片１０から取り除かれる。

【0024】

次に、ステップＳ１－４においてパレット１１の底板１５と複数の路面片１０との間に充填されるべき接着剤の量が計算される。具体的には、接着剤の量Ｖが、次の式により計算される。

【0025】

【数1】

【0026】

ここで、ｉはパレット１１に収容される路面片１０の数、Ｌ_ｎはそれぞれの路面片１０の上の粘土１４の厚み、Ｓは路面片１０の平面視での面積である。ここでは全ての路面片１０において面積Ｓが同じこととしたが、路面片１０毎に面積が異なる場合は数１の式におけるＳをＳ_ｎと書き換えれば良い。

【0027】

このようにして路面片１０とパレット１１との間に充填すべき接着剤の量Ｖが求まると、ステップＳ１－３が終了する。

【0028】

次のステップＳ１－４では、樹脂シート１３の上に複数の路面片１０が並べられた状態が保たれたまま、図８及び図９に示すようにそれらの路面片１０が４枚の板状の枠１９で横から囲まれる。枠１９の内側の面積は、パレット１１の底板１５の面積とほぼ同じである。また、枠１９の高さは、パレット１１の側壁１６の高さよりも高い。枠１９が動かないように、枠１９の外側に重り２２が置かれる。

【0029】

次に、図１０に示すように、枠１９の内側かつ路面片１０の上の場所に、接着剤２０が充填される。このとき、ステップＳ１－３で求まった量Ｖの接着剤２０が充填される。

【0030】

接着剤２０としては、二液混合型のエポキシ樹脂系のものが好ましいが、他にも、二液混合型のポリウレタン樹脂系又はポリエステル樹脂系のものや、湿気硬化型かつ一液型のポリウレタン樹脂系のものも使用可能である。また、接着剤２０は、固まったときに、引張せん断接着強さ（ＪＩＳ Ｋ ６８５０に準拠し測定）が２０Ｎ／ｍｍ^２以上、ショア硬さ（ＪＩＳ Ｚ ２２４６に準拠し測定）がＤ硬度で６０以上となるものが好ましい。このような数値の接着剤２０であれば、荷重が負荷されても凹まない。また、接着剤２０は、固まるのに数十分以上（例えば３０～６０分）要するものが好ましい。

【0031】

枠１９の内側に接着剤２０が充填されて少し時間が経過すると、枠１９が取り外されても接着剤２０が垂れない程度に、接着剤２０が固まる。これにより、複数の路面片１０が、表面１２を下にして平面上に並べられた状態で、互いに固定されたこととなる。

【0032】

次のステップＳ１－５では、まず、図１１に示すように、接着剤２０により互いに固定された路面片１０から、枠１９が取り外される。この時点で、接着剤２０の層は、垂れない程度に固まっているが完全には固まりきっていない。次に、接着剤２０の層や路面片１０の側面に、若干量の接着剤２０が追加で塗布される。この追加で塗布される接着剤２０は、路面片１０の側面とパレット１１の側壁１６との間の隙間を埋めたり、接着剤２０の層をパレット１１により強固に接着したりする目的で、塗布される。

【0033】

次に、パレット１１が、開口部を下に、底板１５を上にして、路面片１０及び接着剤２０の層に上から被せられる。そして、図１２に示すように、パレット１１のフランジ１８の全体が床上の樹脂シート１３に密着するまで、パレット１１が上から押される。これにより、フランジ１８と路面片１０の表面１２とが面一となり、また、底板１５と路面片１０の表面１２とが平行になる。さらに、パレット１１の上に重り２１が載せられる。その状態で、接着剤２０が完全に固まるまで放置される。接着剤２０が完全に固まると、複数の路面片１０がパレット１１に完全に固定される。

【0034】

このようにしてステップＳ１－５が完了することにより、試験路面２が完成する。複数の路面片１０がパレット１１に完全に固定されると、パレット１１が反転され、図１３に示すように路面片１０の表面１２が上側とされ、パレット１１ごと台上試験機１に取り付けられる。

【0035】

以上の実施形態１の効果について説明する。

【0036】

実施形態１では、実路面から切り出した複数の路面片１０がつながって試験路面２が形成されるので、この試験路面２上での試験により、実路面と同じ路面条件での試験を行うことができる。

【0037】

この試験路面２の作成にあたり、複数の路面片１０が表側を下にして平面上に並べられ、その状態で互いに固定されるので、路面片１０の表面１２が１つの平面になって固定され、路面片１０のつなぎ目に段差ができにくい。そのため、ゴム部材３が段差で引っかかることがなく、実路面と同じ路面条件での試験を精度良く行うことができる。

【0038】

また、複数の路面片１０が表側を下にして平面上に並べられた後、路面片１０の上に粘土１４が配置され、その上からパレット１１がその開口部を下にして被せられ、パレット１１の底板１５で粘土１４が押されて変形する。その粘土１４の厚みは路面片１０と底板１５との間隔に相当するので、その粘土１４の厚みに基づき、路面片１０と底板１５との間に充填されるべき接着剤２０の量を見積もることができる。その見積もられた量の接着剤２０が路面片１０と底板１５との間に充填され、複数の路面片１０が互いに固定されると共にパレット１１にも固定されるので、簡単かつ確実につなぎ目に段差のない試験路面２を作成することができる。

【0039】

また、実施形態１の方法によれば、パレット１１の大きさ及び路面片１０の数を変更することにより、様々な大きさの試験路面２が作成可能である。

【0040】

実施形態１に対し、様々な変更を行うことができる。

【0041】

例えば、パレット１１に収容される全ての路面片１０の上に粘土１４が配置された場合において、それらのうち１つの粘土１４のみについて厚みＬ_１が測定され、充填される接着剤の量Ｖが次の式により計算されても良い。

【0042】

【数2】

【0043】

ここでＳ’はパレット１１の底板１５の面積である。

【0044】

また、パレット１１に収容される複数の路面片１０のうちの1つのみに対して粘土１４が配置され、その厚みＬ_１に基づき数２の式で接着剤の量Ｖが計算されても良い。

【0045】

また、上記のように１つの粘土１４につき複数箇所（ｍ箇所とする）で厚みが測定される場合、充填される接着剤の量Ｖが次の式により計算されても良い。

【0046】

【数3】

【0047】

ここで、ｉはパレット１１に収容される路面片１０の数、Ｌ_ｎはそれぞれの測定箇所での粘土１４の厚み、Ｓは１つの路面片１０の平面視での面積である。

【0048】

２．実施形態２
実施形態２の方法は、試験路面２の別の作成方法である。

【0049】

図１４に示すように、実施形態２の方法は、実路面から複数の路面片１０を切り出すステップＳ２－１と、複数の路面片１０を、表側を下にして平面上に並べるステップＳ２－２と、複数の路面片１０を、表側を下にして平面上に並べた状態で板状部材に接着することにより、互いに固定するステップＳ２－３と、板状部材をパレット１１に固定するステップＳ２－４と、を有している。

【0050】

ステップＳ２－１では、実施形態１のステップＳ１－１と同様に、実路面から複数の路面片１０が切り出される。また、ステップＳ２－２では、実施形態１のステップＳ１－２と同様に、複数の路面片１０が、表面１２を下にして平面上に並べられる。

【0051】

次のステップＳ２－３では、まず、複数の路面片１０の裏面の上に、接着剤２０が塗布される。次に、図１５に示すように、塗布された接着剤２０の上に、板状部材３０が載せられる。板状部材３０は平面視で長方形で、その大きさはパレット１１に収まる大きさ、例えば底板１５より僅かに小さい大きさである。板状部材３０の片面には取り付け部としてのネジ穴３１が開いている。板状部材３０において、ネジ穴３１のある面を裏面、その反対の面を表面とする。

【0052】

このような板状部材３０が、ネジ穴３１の無い表面を下にして、接着剤２０の上に水平に載せられ、そのまま維持される。ここで、板状部材３０を水平に維持するために、保持機構や治具等が使用されても良い。板状部材３０が所定時間維持されると、接着剤２０が固まり、複数の路面片１０が板状部材３０に固着される。

【0053】

次のステップＳ２－４では、複数の路面片１０が固着された板状部材３０が、パレット１１に収容される。このとき、図１６に示すように、板状部材３０の裏面がパレット１１の底板１５に接触し、複数の路面片１０の表面１２がパレット１１の開口部に現れる向きで、板状部材３０がパレット１１に収容される。

【0054】

パレット１１の底板１５には取り付け部としての貫通孔３２が形成されている。この貫通孔３２と板状部材３０のネジ穴３１とは板状部材３０に表裏方向へ一致している。この貫通孔３２及びネジ穴３１に取り付け具としてのネジ３３が通されることにより、板状部材３０がパレット１１に取り付けられ、試験路面２が完成する。

【0055】

以上のように、実施形態２では、複数の路面片１０が表面１２を下にして並べられた状態で板状部材３０に接着されることにより互いに固定されるので、路面片１０のつなぎ目に段差が生じにくい。また、複数の路面片１０が固定された板状部材３０がパレット１１にネジ３３で取り付けられるので、複数の路面片１０及び板状部材３０がパレット１１に対して着脱容易であり、メンテナンス性が良好である。また、板状部材３０の厚みを変更することにより、路面片１０の高さを調整することができる。

【符号の説明】

【0056】

１…台上試験機、２…試験路面、３…ゴム部材、４…ホルダー、５…荷重装置、６…駆動装置、７…制御装置、１０…路面片、１１…パレット、１２…表面、１３…樹脂シート、１４…粘土、１５…底板、１６…側壁、１７…縁部、１８…フランジ、１９…枠、２０…接着剤、２１…重り、２２…重り、３０…板状部材、３１…ネジ穴、３２…貫通孔、３３…ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】