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摩耗試験装置およびその方法

国内特許コード P06A008372
整理番号 測定・分析-73
掲載日 2006年4月14日
出願番号 特願2004-099554
公開番号 特開2005-283416
登録番号 特許第3924599号
出願日 平成16年3月30日(2004.3.30)
公開日 平成17年10月13日(2005.10.13)
登録日 平成19年3月9日(2007.3.9)
発明者
  • 森 充広
  • 渡嘉敷 勝
  • 長束 勇
  • 石村 英明
  • 石神 暁郎
出願人
  • 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 摩耗試験装置およびその方法
発明の概要

【課題】試験体の摩耗状態を忠実に再現し、水利構造物躯体材料の摩耗特性、機能・性能低下の度合いを正確に把握する。
【解決手段】摩耗試験装置2は、試験体T1~T6が装着され駆動モータ5により回転駆動される回転ドラム4と、回転ドラム4に装着されて回転される試験体T1~T6に対して水流を噴射する噴射ノズル25を有する水流噴射装置6とを備えている。試験体T1~T6には、水路の躯体を構成するコンクリート製材料が用いられる。噴射ノズル25は回転ドラム4内部の軸心側に配設され、試験体T1~T6は摩耗試験面を内側に向け回転ドラム4の外周側に等間隔に取り付けられる。試験時には、回転ドラム4を駆動モータ5により回転駆動させ、噴射ノズル25により回転ドラム4に装着されて回転される試験体T1~T6に対して水流を噴射し、水流による摩耗を促進させて摩耗状態を再現させるようになっている。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年、戦後急激に施工されてきた水路や水路トンネルが老朽化し、更新時期を迎えている。これら水利構造物の構造躯体に発生する主たる劣化は、水流による構造物表面の材料の摩耗である。すなわち、摩耗により表面に凹凸が発生し、粗度係数が低下することによって通水性能が低下する。これら摩耗による通水性能の低下を定量的に把握するには、水利構造物の躯体を構成する材料の摩耗特性を計測し、構造物の摩耗に対する抵抗性を把握しておく必要がある。



さらに、今後何年間機能および性能を維持し続けるか、あるいは、何年後にどの程度機能低下や性能低下を生じるかという情報についても試験により確認する必要が生じてきている。また、水利構造物表面の凹凸を平滑化する補修材料も市販されているが、これらの材料が水流による摩耗に対して何年間摩耗に有効か短期間のうちに評価できる摩耗試験が望まれている。



例えば、コンクリート製の水路では、水流による摩耗を受けた場合、図6に示すように、(1)表面付近のセメントペースト層M3が取り除かれ、(2)次に、コンクリートに含まれるセメントモルタル分M2が削り取られ、(3)コンクリート中にある粗骨材分M1が露出し、(4)粗骨材分M1が脱落する。これにより、(5)躯体の断面減少が生じ、(6)最終的には構造物としての機能および性能の低下に至る。



従来の摩耗試験装置およびその方法では、試験体にこの試験体より硬度の高い摩耗材(研磨紙、サンドペーパー、研磨材、研磨粉、摩耗輪、砥石、鋼製ブラシ、鋼製ワイヤー、鋼製びょう、スパイク)を押圧しつつ摩擦摺動させ、その質量の減少を計測する摩耗摺動試験装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、固定された試験体に固形物を圧搾空気で噴射し、その質量の減少を計測する摩耗摺動試験装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。

【特許文献1】特開平8-145866号公報(第3頁、図1)

【特許文献2】特開2000-171371(第4頁、図1)

産業上の利用分野


本発明は、水路における水利構造物の躯体を構成する材料を試験体として摩耗試験する摩耗試験装置およびその方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
水利構造物の構造躯体を構成する材料からなる試験体が試験面が内側に向くよう外周側装着部に装着され駆動モータにより回転駆動される回転ドラムと、この回転ドラム内部の軸心側に配置され、回転ドラムに装着されて回転される試験体に対して水流を噴射するとともに試験体の試験面に対する噴射角度と噴射方向とのうち少なくともいずれか一方を調整可能に設けられた噴射ノズルとを備えるとともに、
駆動モータに接続され回転ドラムの回転速度を制御する制御装置と、
噴射ノズルに接続され噴射される水の水圧と水量とを調整する高圧水噴射装置とを備え、
試験体が水利構造物の躯体として用いられる予定の水路の状況に応じて、摩耗条件を設定したことを特徴とする摩耗試験装置。

【請求項2】
摩耗条件を、噴射圧力、噴射水量、噴射角度、噴射方向、噴射時間および回転ドラムの回転速度により設定したことを特徴とする請求項1に記載の摩耗試験装置。

【請求項3】
水利構造物の構造躯体を構成する材料からなる試験体が試験面が内側に向くよう外周側装着部に装着され駆動モータにより回転駆動される回転ドラムと、この回転ドラム内部の軸心側に配置され、回転ドラムに装着されて回転される試験体に対して水流を噴射するとともに試験体の試験面に対する噴射角度と噴射方向とのうち少なくともいずれか一方を調整可能に設けられた噴射ノズルとを備えるとともに、
駆動モータに接続され回転ドラムの回転速度を制御する制御装置と、
噴射ノズルに接続され噴射される水の水圧と水量とを調整する高圧水噴射装置とを備え、
試験体が水利構造物の躯体として用いられる予定の水路の状況に応じて、摩耗条件を設定した後、この摩耗条件に基づいて試験体を回転ドラムに装着し、この回転ドラムを駆動モータにより回転駆動させ、噴射ノズルにより回転ドラムに装着されて回転される試験体に対して水流を噴射し、水流による摩耗を促進させて摩耗状態を再現させることを特徴とする摩耗試験方法。

【請求項4】
非接触式三次元デジタイザにより試験体の摩耗状態を非接触により計測することを特徴とする請求項に記載の摩耗試験方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2004099554thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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