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WO2015072387A1 - 弾性材料の変形の観察方法及び弾性材料の投影像撮影装置 - Google Patents

弾性材料の変形の観察方法及び弾性材料の投影像撮影装置 Download PDF

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WO2015072387A1
WO2015072387A1 PCT/JP2014/079419 JP2014079419W WO2015072387A1 WO 2015072387 A1 WO2015072387 A1 WO 2015072387A1 JP 2014079419 W JP2014079419 W JP 2014079419W WO 2015072387 A1 WO2015072387 A1 WO 2015072387A1
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WO
WIPO (PCT)
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elastic material
deformation
photographing
projection image
imaging
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/079419
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮 間下
岸本　浩通
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2014131683A external-priority patent/JP6412348B2/ja
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to EP14862786.2A priority Critical patent/EP3062091B1/en
Priority to US15/036,634 priority patent/US10274438B2/en
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Definitions

  • the present invention relates to a method for observing an elastic material in a dynamically deformed state and a projection image photographing apparatus for an elastic material suitably used for the method.
  • Patent Document 1 an observation method is disclosed in which radiation is transmitted through the friction material to obtain an image related to the inside of the friction material.
  • this method does not teach anything about, for example, observing the instantaneous deformation state when the friction material is periodically deformed.
  • the present invention has been devised in view of the actual situation as described above, and an elastic material observation method capable of observing a specific deformation state (deformation instant) of a periodically deformed elastic material, And it aims at providing the projection image imaging device of the elastic material used suitably for it.
  • the present invention is a method for observing deformation of an elastic material including rubber or an elastomer, and a projection image of at least a part of the elastic material from the direction orthogonal to an arbitrary axis of the elastic material
  • the image acquisition step is based on the deformation step of deforming the elastic material at a predetermined cycle, a signal output step of outputting a shooting signal at a predetermined specific timing in the one cycle, and the shooting signal,
  • the deformation step includes a step of pressing the elastic material against a contacted surface and causing a linear reciprocating motion.
  • the signal output step preferably includes a step of detecting a specific position during linear reciprocation of the elastic material and outputting the imaging signal.
  • the method further comprises the step of preparing the elastic material having an outer peripheral surface formed in a circular shape, wherein the deforming step includes the outer peripheral surface of the circular elastic material. It is desirable to include a step of rolling while pressing on the contacted surface.
  • the deformation step includes a step of setting a slip angle in the elastic material.
  • the signal output step includes a step of detecting a specific position during rolling of the elastic material and outputting the imaging signal.
  • the photographing step is a step of photographing a projection image including at least a part of a contact surface to which the elastic material is pressed and a contact portion with the elastic material. It is desirable to include.
  • the deformation step further includes a step of supplying a fluid between the elastic material and a contacted surface against which the elastic material is pressed. .
  • the present invention is a projection image photographing apparatus for deforming an elastic material containing rubber or elastomer and photographing the projection image, and presses the elastic material against a contacted surface and deforms it at a predetermined cycle.
  • Deformation means an abutment table having the abutted surface, an imaging signal output means for outputting an imaging signal at a predetermined timing in one cycle, and the elastic material based on the imaging signal. It is desirable to provide imaging means for imaging at least a part of the projection image of the elastic material at a plurality of imaging positions around the axis from a direction orthogonal to an arbitrary axis.
  • the deformation means includes a first pressing tool that presses the elastic material against a contacted surface to reciprocate linearly.
  • the first pressing tool includes an electric motor having a rotating output shaft, a converter that converts the rotational motion of the output shaft into a linear reciprocating motion, and the converter. And a holder for holding the elastic material.
  • the photographing signal output means is based on a position detector that detects a specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material, and a detection signal of the position detector. And a pulse generator for outputting a pulse signal.
  • the elastic material has a circular outer peripheral surface, and the deforming means rolls while pressing the outer peripheral surface of the elastic material onto a contacted surface. It is desirable to include a second pressing tool.
  • the second pressing tool includes a holder for holding the elastic material, first rotating means for rotating the elastic material, the holder, and the contacted surface. It is desirable to include an adjustment tool that changes the distance between the first and second distances.
  • the elastic material projection image photographing apparatus further includes slip angle setting means for setting a slip angle on the elastic material and rolling the elastic material on the contacted surface.
  • the contact table includes a cylindrical drum, and the contacted surface is formed on an outer peripheral surface of the drum.
  • a pseudo road surface is formed on the contacted surface.
  • the abutment base further includes a second rotating means for moving the abutted surface.
  • the photographing signal output means includes a first rotational position detector for detecting a specific position during the rolling of the elastic material, and the contacted surface being moved.
  • a second rotational position detector that detects a specific position; and a pulse generator that outputs a pulse signal based on the detection signal of the first rotational position detector and the detection signal of the second rotational position detector.
  • the photographing means includes an X-ray camera having a shutter trigger, and the photographing signal is input to the shutter trigger.
  • the elastic material projection image photographing apparatus further includes fluid supply means for supplying a fluid to a contact portion between the elastic material and the contacted surface.
  • marker particles are blended in the elastic material.
  • the projection image acquisition step includes a deformation step of deforming the elastic material at a predetermined cycle, a signal output step of outputting a shooting signal at a predetermined timing in one cycle, and elasticity based on the shooting signal.
  • an abutment base having an abutted surface against which an elastic material is pressed, deformation means for deforming the elastic material at a predetermined period, and a predetermined specific timing in one period.
  • shooting signal output means for outputting a shooting signal at the same time, and based on the shooting signal, at least a part of the projected image of the elastic material is shot at a plurality of shooting positions around the axis from the direction orthogonal to the arbitrary axis of the elastic material.
  • photographing means for performing.
  • (A) is a side view which shows the cam which pushed down the base
  • (b) is a side view which shows the cam which eased the depression of a base.
  • FIG. 1 It is a three-dimensional image of an elastic material and a contacted surface. It is the three-dimensional image which looked at the outer peripheral surface of the elastic material from the bottom. It is a three-dimensional image of an elastic material in which labeled particles are blended. It is a perspective view of the projection image imaging device of the elastic material of other embodiments of the present invention. It is a perspective view which expands and shows a 2nd pressing tool. It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the deformation
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state in which a slip angle is set in the elastic material by the slip angle setting means shown in FIG. 16. It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the deformation
  • the method for observing deformation of an elastic material according to the present embodiment is a method for observing deformation of an elastic material including rubber or elastomer.
  • An elastic material projection image photographing apparatus (hereinafter, simply referred to as a “projection image photographing apparatus”) used in the observation method of the present embodiment deforms the elastic material to photograph the projection image. belongs to.
  • FIG. 1 is a perspective view of a projection image photographing apparatus used in the observation method according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the elastic material of the present embodiment.
  • the elastic material 1 is configured as, for example, a cylindrical rubber material whose outer peripheral surface 1s is formed in a circular shape. In the center of the elastic material 1, a hole 1o penetrating in the thickness direction (axial direction) is provided.
  • the outer diameter D1 of the elastic material 1 is set to about 50 mm to 100 mm, for example.
  • the width W1 of the elastic material 1 is set to about 15 mm to 30 mm, for example.
  • the projection image photographing apparatus 2 includes a deforming means 2A that presses the elastic material 1 against the abutted surface 23, a contact table 2B having the abutted surface 23, and a photographing signal output means 2C.
  • the photographing means 2D is provided.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the first pressing tool.
  • the deformation means 2A is for pressing the elastic material 1 against the abutted surface 23 and deforming it at a predetermined cycle.
  • the deformation means 2 ⁇ / b> A of the present embodiment is configured as a first pressing tool 3 that linearly reciprocates the elastic material 1.
  • the first pressing tool 3 includes an electric motor 11 having a rotating output shaft 14, a conversion tool 12 that converts the rotational motion of the output shaft 14 into a linear reciprocating motion, and a holder 13 that holds the elastic material 1. .
  • the electric motor 11 of this embodiment for example, an AC or DC motor is employed. As shown in FIG. 1, the electric motor 11 is supported by an L-shaped support frame 25 that is fixed to the abutment base 2B. As shown in FIG. 3, the output shaft 14 extends horizontally and is rotated around the horizontal axis by the electric motor 11.
  • the conversion tool 12 includes a base portion 16, a rail portion 17, and a cam 18.
  • the base portion 16 is formed in, for example, a rectangular parallelepiped shape extending in the vertical direction.
  • a slide mechanism 21 that engages with the rail portion 17 is provided on a side surface of the base portion 16.
  • a follower portion 22 that extends horizontally below the cam 18 and abuts against the outer peripheral surface of the cam 18 is provided.
  • the follower portion 22 and the outer peripheral surface of the cam 18 are in close contact with each other by the restoring force of the elastic material 1 pressed against the contacted surface 23.
  • the rail portion 17 extends vertically on the side of the base portion 16, and its upper end is fixed to a support frame 25 (shown in FIG. 1). By such a rail portion 17, the base portion 16 can be guided in the vertical direction via the slide mechanism 21.
  • FIG. 4 is an enlarged side view showing the cam 18 and the follower portion 22.
  • the cam 18 is formed as a substantially egg-shaped disc cam whose distance L1 from the center to the outer peripheral surface is not constant. As shown in FIGS. 3 and 4, one end of the output shaft 14 of the electric motor 11 is fixed to the center of the cam 18. Thereby, the cam 18 can be rotated around the horizontal axis by the rotation of the output shaft 14.
  • the holder 13 includes a horizontal plate 13a extending horizontally and a pair of vertical plates 13b and 13b extending downward from both ends of the horizontal plate 13a. Thereby, the holder 13 is formed in a substantially U shape in a front view.
  • the upper end of the horizontal plate 13a is connected to the lower end of the base 16 of the converter 12 via a load cell 26 capable of detecting a load.
  • the pair of vertical plates 13 b and 13 b are disposed on both side surfaces of the elastic material 1 at the lower end side. Further, the pair of vertical plates 13b, 13b is provided with a shaft portion 27 extending horizontally between the pair of vertical plates 13b, 13b. The shaft portion 27 is fixed to the hole 1o (shown in FIG. 2) of the elastic material 1. Thereby, the elastic material 1 can be hold
  • the elastic material 1 can be linearly reciprocated in the vertical direction via the holder 13 by the linear reciprocation of the base 16 of the converter 12. By such a linear reciprocating motion, the compression deformation of the elastic material 1 to the contacted surface 23 and the relaxation of the compression deformation are alternately performed. Therefore, the first pressing tool 3 can be deformed at a predetermined cycle by pressing the elastic material 1 against the contacted surface 23.
  • the 1st press tool 3 of this embodiment was comprised as a vibration apparatus using the electric motor 11
  • the first pressing tool 3 may be configured as an oil or electromagnetic vibration device.
  • the abutment base 2 ⁇ / b> B includes a road surface portion 45 provided with a contacted surface 23 on the upper surface, and a lower support portion 46 that supports the road surface portion 45.
  • the road surface portion 45 is formed in a circular plate shape in plan view.
  • the contacted surface 23 is preferably formed, for example, as a simulated road surface in which unevenness of an asphalt road surface is reproduced.
  • the lower support portion 46 is formed in a rectangular plate shape in plan view. A lower side of the support frame 25 is fixed to the lower support portion 46. Further, the lower support portion 46 is provided with lifting means (not shown) for moving the road surface portion 45 in the vertical direction. By this elevating means, the road surface portion 45 is moved relative to the elastic material 1 in the vertical direction. Thereby, the load loaded on the elastic material 1 can be adjusted.
  • a rotating means 50 is provided for rotating the first pressing tool 3 and the abutted surface 23 about the vertical axis via the support frame 25 and the lower support portion 46. Such a rotating means 50 can move the elastic material 1 relative to the photographing means 2D.
  • the photographing signal output means 2C is for outputting a photographing signal at a predetermined specific timing in one cycle.
  • the imaging signal output means 2 ⁇ / b> C of the present embodiment includes a linear position detector 4 and a pulse generator 5.
  • the linear position detector 4 is for detecting a specific position (specific deformation state) during the linear reciprocating motion of the elastic material 1.
  • a transmissive or reflective photo interrupter can be applied to the linear position detector 4.
  • the linear position detector 4 includes a protrusion 32 protruding radially outward from the output shaft 14, a frame 33 disposed above the output shaft 14, and the protrusion 32.
  • a sensor 34 for detection and an output unit (not shown) for outputting a detection signal Sg (shown in FIG. 1) are provided.
  • the protrusion 32 is formed in a cubic shape having a surface 32 s that intersects the axial direction of the output shaft 14. At least one protrusion 32 is disposed on the outer peripheral surface of the output shaft 14 (one in the present embodiment). Such a protrusion 32 is rotated around the horizontal axis by the rotation of the output shaft 14.
  • the frame 33 includes a horizontal plate 36 extending horizontally and a pair of vertical plates 37, 37 extending downward from both ends of the horizontal plate 36, and is formed in a substantially U shape in front view.
  • the frame 33 has a space 38 surrounded by a horizontal plate 36 and a pair of vertical plates 37 and 37.
  • the frame 33 is fixed to the support frame 25 (shown in FIG. 1) so that the rotating protrusion 32 can pass through the space 38.
  • the sensor 34 is configured as a laser sensor, for example.
  • a laser is irradiated between the pair of vertical plates 37 and 37 of the frame 33 in parallel with the axial direction of the output shaft 14.
  • a detection signal Sg (shown in FIG. 1) is output from an output unit (not shown).
  • the detection signal Sg is input to the pulse generator 5.
  • the position of the outer peripheral surface of the output shaft 14 to which the protrusion 32 is fixed is specified by detecting the protrusion 32 passing through the space 38 of the frame 33 by the sensor 34. sell.
  • the linear position detector 4 detects the specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 (that is, the specific position in the vertical direction of the elastic material 1) by specifying the position of the outer peripheral surface of the output shaft 14. Can be done.
  • the linear position detector 4 outputs a detection signal Sg from an output unit (not shown) at a timing when a specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 is detected.
  • the specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1 can be changed as appropriate by changing the fixing position of the protrusion 32 in the circumferential direction of the output shaft 14.
  • the pulse generator 5 is for outputting a pulse signal Sp based on the detection signal Sg of the linear position detector 4.
  • the detection signal Sg of the linear position detector 4 when the detection signal Sg of the linear position detector 4 is input, at least one (in this embodiment, one) pulse signal Sp is output.
  • the detection signal Sg is output when the linear position detector 4 detects a specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1. Therefore, the pulse signal Sp is output at a specific position (specific timing in one cycle) during the linear reciprocating motion of the elastic material 1.
  • the output pulse signal Sp is input to the imaging unit 2D as the imaging signal St.
  • TTL (5V-0V) is adopted as the pulse signal Sp of the present embodiment, but is not limited to this.
  • the other pulse signal Sp for example, a single pulse or a continuous pulse may be employed.
  • the detection signal Sg is input to output one pulse signal Sp.
  • the present invention is not limited to this.
  • the pulse signal Sp may be continuously output while the detection signal Sg is not input, and the output of the pulse signal Sp may be stopped only when the detection signal Sg is input.
  • the X-ray camera 7 is included in the imaging means 2D.
  • the X-ray camera 7 of the present embodiment is a conventional CT (Computed Tomography) apparatus.
  • the X-ray camera 7 includes an X-ray tube 47 that irradiates the elastic material 1 with X-rays, a detector 48 that detects X-rays transmitted through the elastic material 1, and a shutter trigger that irradiates X-rays from the X-ray tube 47 ( (Not shown).
  • the X-ray tube 47 and the detector 48 are arranged on a straight line with the first pressing tool 3 and the contact table 2B interposed therebetween.
  • the height of the X-ray tube 47 is adjusted so that the elastic material 1 and the contacted surface 23 are irradiated with X-rays.
  • the X-ray tube 47 and the detector 48 of the present embodiment are fixed to the first pressing tool 3 and the abutment base 2B so as not to move.
  • the detector 48 includes a conversion unit (not shown) that converts X-rays into photoelectrons, a phosphor (not shown) that converts photoelectrons into visible light, and a CCD camera that captures visible light. (Not shown).
  • a shutter trigger (not shown) is input from the X-ray tube 47 for, for example, 0.1 to 100 milliseconds by inputting the imaging signal St (pulse signal Sp) output from the pulse generator 5. X-rays are irradiated.
  • FIG. 5 is a plan view showing the photographing position P of the elastic material 1.
  • an imaging unit 2D based on the imaging signal St (shown in FIG. 1), it is orthogonal to an arbitrary axis of the elastic material 1 (in this embodiment, a vertical axis L3 extending vertically from the center of gravity of the elastic material 1).
  • a projected image of the elastic material 1 can be taken from the direction.
  • the imaging unit 2D is configured such that the projected image of the elastic material 1 is converted into an elastic material by rotating the first pressing tool 3 and the contacted surface 23 around the vertical axis by the rotating unit 50 shown in FIG. Images can be taken at a plurality of photographing positions P around one axis.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the observation method of the present embodiment.
  • an elastic material 1 having an outer peripheral surface formed in a circular shape as shown in FIG. 2 is prepared (step S0).
  • a projected image of the elastic material 1 is taken (projected image acquisition step S1).
  • the projection image acquisition step S ⁇ b> at least a part of the projection image of the elastic material 1 is rotated around the axis from the direction orthogonal to the axis of the elastic material 1 (the vertical axis L ⁇ b> 3 in this embodiment).
  • the photographing position P of the present embodiment has a photographing start position Ps on one side of the elastic material 1 and the other side of the elastic material 1 around the vertical axis L ⁇ b> 3 of the elastic material 1.
  • a plurality of distances from the photographing end position Pe are set at predetermined intervals.
  • the X-ray camera 7 is disposed at a plurality of imaging positions P by rotating the first pressing tool 3 and the abutment base 2B around the vertical axis by the rotation of the rotating means 50.
  • the angle (narrow angle) formed by the imaging start position Ps and the imaging end position Pe with respect to the vertical axis L3 of the elastic material 1 is preferably set to 180 ° or less.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the processing procedure of the projection image acquisition step S1 of the present embodiment.
  • step S11 of the present embodiment the X-ray camera 7 is disposed at the imaging start position Ps (shown in FIG. 5) (step S11).
  • step S11 of the present embodiment the first pressing tool 3 and the contact base 2B shown in FIG. 1 are rotated around the vertical axis, and the X-ray camera 7 is disposed at the imaging start position Ps.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the deformation step S12 of the present embodiment.
  • step S121 the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (step S121).
  • step S121 as shown in FIG. 4A, at the lowest point of the cam 18, the position where the distance L1 of the cam 18 is maximum (hereinafter, sometimes simply referred to as “maximum cam distance position”). M1 is arranged.
  • step S121 the road surface portion 45 is raised and lowered. Thereby, the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (shown in FIG. 1), and the load on the elastic material 1 is set.
  • the load set on the elastic material 1 is the maximum load when the elastic material 1 is deformed. Note that the load of the elastic material 1 can be measured by the load cell 26 of the first pressing tool 3.
  • the elastic material 1 is deformed by rotating the output shaft 14 (shown in FIG. 3) of the electric motor 11 (step S122).
  • step S122 as shown in FIGS. 4A and 4B, the base 16 of the converter 12 is linearly reciprocated by the rotation of the output shaft 14 of the electric motor 11.
  • step S122 the elastic material 1 is pressed against the abutted surface 23 by the linear reciprocation of the base 16 of the conversion tool 12, and is linearly reciprocated. Thereby, the compression deformation of the elastic material 1 to the contacted surface 23 and the relaxation of the compression deformation are alternately performed. Therefore, in the deformation step S12, the elastic material 1 can be deformed at a predetermined cycle based on the rotation of the electric motor 11.
  • a photographing signal St (shown in FIG. 1) is output at a predetermined specific timing in one cycle (signal output step S13).
  • the linear position detector 4 and the pulse generator 5 are used.
  • the protrusion 32 is disposed. Therefore, when the maximum distance position M1 of the cam 18 is located at the lowest point of the cam 18, the protrusion 32 is detected, and the detection signal Sg is output. At the timing when the detection signal Sg is input to the pulse generator 5, the pulse signal Sp (imaging signal St) is output. Thus, in the signal output step S13, a step of detecting the specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material 1 and outputting the imaging signal St is performed.
  • the imaging signal St (pulse signal Sp) is generated at a position (timing) where the elastic material 1 has the maximum compressive deformation in one cycle of the linear reciprocating motion of the elastic material 1. Is output. Note that the position of the projection 32 or the position of the cam 18 with respect to the circumferential direction of the output shaft 14 is changed with respect to the timing at which the imaging signal St is output (that is, the specific position during the linear reciprocation of the elastic material 1). Therefore, it can be set as appropriate.
  • a projection image of the elastic material 1 is shot based on the shooting signal St (shooting step S14).
  • the imaging step S14 X-rays are irradiated from the X-ray tube 47 at the timing when the imaging signal St (pulse signal Sp) is input to the shutter trigger (not shown) of the X-ray camera 7. Is done.
  • the elastic material 1 is elastic at a specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material 1 (in this embodiment, the position where the compression deformation of the elastic material 1 is maximized in the linear reciprocating motion of the elastic material 1). A projected image of material 1 is taken.
  • a projected image including at least a part of the contact surface 23 against which the elastic material 1 is pressed and the elastic material 1 is captured.
  • the projected image of the elastic material 1 is stored in a computer (not shown) connected to the X-ray camera 7.
  • step S15 it is determined whether or not imaging of the elastic material 1 has been completed at a plurality of predetermined imaging positions P (shown in FIG. 5) (step S15). .
  • step S15 when it is determined that the imaging of the elastic material 1 has been completed (“Y” in step S15), the next three-dimensional image construction step S2 is performed.
  • the X-ray camera 7 is placed at the next imaging position P (step S16), and the deformation step S12. Step S15 is performed again.
  • the decay time of the phosphor (not shown) of the detector 48 is set to 100 ms or less so that a projected image in a specific deformation state is reliably photographed at a plurality of photographing positions P (shown in FIG. 5). It is desirable to be done. Note that if the decay time of the phosphor exceeds 100 ms, an afterimage of the projected image taken last time is likely to remain. For this reason, there is a possibility that it is difficult to capture a projected image at a plurality of shooting positions P. From such a viewpoint, the decay time of the phosphor is preferably 50 ms or less, and more preferably 10 ms or less. Conversely, even if the decay time of the phosphor is too small, the conversion efficiency of photoelectrons to visible light may be reduced. From such a viewpoint, the decay time of the phosphor is preferably 0.1 ms or longer.
  • the brightness of X-rays is preferably 10 10 or more, and more preferably 10 12 or more.
  • FIG. 9 is a three-dimensional image of the elastic material 1 and the abutted surface 23.
  • FIG. 10 is a three-dimensional image of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 viewed from below.
  • the projected images of the elastic material 1 photographed at a plurality of photographing positions P are reversed based on, for example, the Convolution ⁇ Back Projection method, as in the past.
  • a three-dimensional image 51 of the elastic material 1 can be constructed.
  • a plurality of projection images of the elastic material 1 are subjected to a specific position during the linear reciprocating motion of the elastic material 1 in the projection image acquisition step S1 (in this embodiment, of the linear reciprocating motion of the elastic material 1, the elastic material 1 is compressed and deformed. Is taken at the position where the Therefore, in the three-dimensional image construction step S2, a three-dimensional image 51 in a specific deformation state (deformation instant) can be acquired.
  • the three-dimensional image 51 of the elastic material 1 is observed (step S3).
  • the specific deformation state (deformation moment) of the actual elastic material 1 that is periodically deformed can be directly observed. Therefore, in the observation method of the present embodiment, the performance of the elastic material 1 can be accurately evaluated. Further, based on the deformation state of the elastic material 1, for example, creation of a rubber model used in a simulation based on the finite element method and boundary conditions can be set. Therefore, the observation method of this embodiment is useful for improving the simulation accuracy.
  • FIG. 11 is a three-dimensional image 51 of the elastic material 1 in which the marker particles 52 are blended.
  • the labeled particles 52 of the present embodiment for example, alumina particles having a diameter of about 40 ⁇ m are employed. Since such labeled particles 52 are displayed in an emphasized manner in the three-dimensional image 51, the deformed shape of the elastic material 1 can be accurately measured. Furthermore, based on the digital image correlation method, the strain distribution of the elastic material 1 can be acquired from the position information of the marker particles 52.
  • the label particles 52 are not limited to alumina particles.
  • any particles having a density higher than that of rubber for example, barium sulfate
  • the amount of the labeled particles 52 is desirably 1 to 100 parts by mass. If the blending amount of the marker particles 52 is less than 1 part by mass, the specific deformation state (deformation moment) of the elastic material 1 may not be observed accurately. On the other hand, if the blending amount of the labeled particles 52 exceeds 100 parts by mass, the physical properties of the elastic material 1 may change significantly, and the performance of the elastic material 1 may not be accurately evaluated. From such a viewpoint, the compounding amount of the marker particles 52 is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more. Moreover, the compounding quantity of the label
  • the deformation means 2A is configured by the first pressing tool 3 that linearly reciprocates the elastic material 1
  • the deformation means 2 ⁇ / b> A may be configured by a second pressing tool that rolls while pressing the outer peripheral surface 1 s of the elastic material 1 onto the contacted surface 23.
  • FIG. 12 is a perspective view of a projection image photographing apparatus used in this embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged perspective view showing the second pressing tool 53.
  • the same configuration as the previous embodiment and the steps in which the same processing is performed may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
  • the projection image photographing apparatus 2 of this embodiment includes a deformation means 2A constituted by the second pressing tool 53, an abutment base 2B, a photographing signal output means 2C, and a photographing means 2D (not shown). .
  • the imaging unit 2D has the same configuration as the imaging unit 2D (shown in FIG. 1) of the previous embodiment.
  • the second pressing tool 53 includes the holder 13 that holds the elastic material 1, the first rotating means 54 that rotates the elastic material 1, and the distance between the holder 13 and the contacted surface 23.
  • An adjusting tool 55 to be changed is provided.
  • the holder 13 has the same configuration as the holder 13 of the previous embodiment (shown in FIG. 3). Further, the second pressing tool 53 is provided with a base portion 16 extending in the vertical direction, similarly to the first pressing tool 3 shown in FIG.
  • the first rotating means 54 for example, an AC or DC motor is employed.
  • the first rotating means 54 of this embodiment is supported by a frame 59 that is disposed above the first rotating means 54 and is fixed to the base portion 16.
  • the first rotating means 54 is provided with a first output shaft 54a that can rotate around a horizontal axis.
  • the other end side of the first output shaft 54a (on the opposite side of the first rotation means 54 in the axial direction of the first output shaft 54a) can be rotated around the horizontal axis by the pair of vertical plates 13b and 13b. Being bearing. Further, the first output shaft 54 a is fixed to the hole 1 o (shown in FIG. 2) of the elastic material 1. Thereby, the elastic material 1 can be rotated around the horizontal axis by rotating the first output shaft 54a.
  • the first output shaft 54a may be provided with a torque meter 57 that measures the torque of the first output shaft 54a.
  • the adjustment tool 55 includes a rail portion 17 and a moving means 56 that moves the base portion 16 in the vertical direction.
  • the rail portion 17 extends up and down on one side of the base portion 16 similarly to the rail portion 17 (shown in FIG. 2) of the previous embodiment. Moreover, the upper end of the rail part 17 is being fixed to the support frame 58 fixed to the rotation means 50 (shown in FIG. 12). The rail portion 17 is engaged with the slide mechanism 21 of the base portion 16. By such a rail portion 17, the base portion 16 can be guided in the vertical direction.
  • the moving means 56 includes a screw shaft 56a extending in the vertical direction.
  • the screw shaft 56 a is screwed to the support frame 58.
  • the lower end of the screw shaft 56a is attached to the upper end of the base portion 16 via a rotary joint 68 that can rotate around a vertical axis.
  • a handle portion 67 for rotating the screw shaft 56a around the vertical axis is provided at the upper end of the screw shaft 56a.
  • the moving means 56 moves the screw shaft 56a in the vertical direction with respect to the support frame 58 by rotating the screw shaft 56a around the vertical axis.
  • the base 16 is moved in the vertical direction by moving the screw shaft 56a in the vertical direction.
  • the holder 13 fixed to the base 16 is moved in the vertical direction by the vertical movement of the base 16.
  • the distance between the holder 13 and the contacted surface 23 (the distance between the elastic material 1 held by the holder 13 and the contacted surface 23) can be changed. Further, since the frame 59 is moved in the vertical direction as the base portion 16 is moved in the vertical direction, the first rotating means 54 fixed to the frame 59 and the first frame 33a of the first rotational position detecting tool 63 described later. Are moved in the vertical direction together with the elastic material 1.
  • the abutment base 2 ⁇ / b> B of this embodiment includes a drum 61 and second rotating means 60.
  • the drum 61 is formed in a cylindrical shape that can rotate around a horizontal axis.
  • the abutted surface 23 against which the outer peripheral surface 1 s of the elastic material 1 is pressed is formed on the outer peripheral surface 61 s of the drum 61.
  • a plurality of grooves 62 (shown in FIG. 15) extending in the drum axial direction are preferably provided in the contact surface 23 in the drum circumferential direction.
  • the contacted surface 23 may be formed with a simulated road surface in which unevenness of the asphalt road surface is reproduced.
  • the second rotating means 60 for example, an AC or DC motor is employed.
  • the second rotating means 60 is fixed to the support frame 58.
  • the second rotating means 60 is provided with a second output shaft 60a that can rotate around a horizontal axis.
  • the other end side of the second output shaft 60a (the side opposite to the second rotating means 60 in the axial direction of the second output shaft 60a) is supported by the support frame 58 so as to be rotatable around the horizontal axis. Further, the second output shaft 60 a is fixed to the shaft center of the drum 61. Thereby, the drum 61 can be rotated around the horizontal axis by rotating the second output shaft 60a. Therefore, the second rotating means 60 can move the abutted surface 23 of the drum 61 in the circumferential direction.
  • the second output shaft 60a is rotated in the direction opposite to the first output shaft 54a of the first rotating means 54.
  • the drum 61 can roll the elastic material 1 on the abutted surface 23.
  • the slip angle between the traveling direction of the abutted surface 23 of the drum 61 and the traveling direction of the outer peripheral surface 1 s of the elastic material 1 is set to zero.
  • the outer diameter D3 of the drum 61 can be set arbitrarily.
  • the outer diameter D3 of the drum 61 is preferably set to an integral multiple of the outer diameter D1 (shown in FIG. 2) of the elastic material 1.
  • the outer diameter D3 of the drum 61 and the outer diameter D1 of the elastic material 1 are set to be the same.
  • the rotation speed of the first rotation means 54 and the rotation speed of the second rotation means 60 can be arbitrarily set.
  • the first rotating means 54 is set so that the slip ratio between the elastic material 1 and the drum 61 becomes zero. May be higher than the rotation speed of the second rotation means 60.
  • the rotation speed of the first rotation means 54 and the rotation speed of the second rotation means 60 the deformation of the tire tread rubber during acceleration or deceleration is reproduced in a pseudo manner.
  • a flat belt (not shown) may be used instead of the drum 61 of the present embodiment. According to such a flat belt, the shape of the contact portion between the elastic material 1 and the contacted surface 23 becomes a flat shape, and the running tire can be reproduced more accurately.
  • a rotating means 50 for rotating the second pressing tool 53 and the contact table 2B around the vertical axis via the support frame 58.
  • Such a rotating means 50 can move the elastic material 1 and the contacted surface 23 relative to the imaging means 2D (X-ray camera 7) shown in FIGS.
  • the imaging signal output means 2 ⁇ / b> C of this embodiment includes a first rotational position detector 63, a second rotational position detector 64, and a pulse generator 5.
  • the first rotation position detector 63 is for detecting a specific position during rolling of the elastic material 1.
  • the first rotational position detector 63 of this embodiment is a first protrusion that protrudes radially outward from the first output shaft 54 a, similar to the linear position detector 4 of the previous embodiment.
  • the first protrusion 32a passing through the space 38a of the first frame 33a can be detected by the first sensor 34a.
  • the detection signal Sg1 is output from the output unit (not shown) toward the pulse generator 5 as shown in FIG.
  • the rotation of the first output shaft 54a causes the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 and the first protrusion 32a to rotate at the same period. Accordingly, the first rotational position detector 63 can detect the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 by detecting the first protrusion 32a.
  • the second rotational position detector 64 is for detecting a specific position during movement of the abutted surface 23.
  • the second rotational position detector 64 includes a second protrusion 32b that protrudes radially outward from the second output shaft 60a, a second frame 33b that is disposed below the second output shaft 60a, and a second protrusion 32b. And a second sensor (not shown) for outputting a detection signal Sg2.
  • the second protrusion 32b passing through the space 38b of the second frame 33b can be detected by a second sensor (not shown).
  • a detection signal Sg2 is output from the output unit (not shown) toward the pulse generator 5.
  • the rotation of the second output shaft 60a causes the outer peripheral surface 61s of the drum 61 and the second protrusion 32b to rotate at the same period. Accordingly, the second rotational position detector 64 can detect the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61 by detecting the second protrusion 32b.
  • the detection signal Sg1 of the first rotational position detector 63 and the detection signal Sg2 of the second rotational position detector 64 are input simultaneously, whereby the pulse signal Sp is output.
  • the detection signal Sg1 is output when the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 is detected.
  • the detection signal Sg2 is output when a specific position on the outer peripheral surface of the drum 61 is detected. Therefore, in this embodiment, the pulse signal Sp (photographing signal) at the timing (specific timing in one cycle) at which the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 abuts on the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61. St) can be output.
  • the first protrusion 32a is disposed in the space 38a (shown in FIG. 13) of the first frame 33a, and the second protrusion 32b is provided.
  • the second frame 33b is disposed in the space 38b.
  • the X-ray camera 7 of the imaging means 2D is arranged at the imaging start position Ps shown in FIG. 5 (step S11).
  • the X-ray camera 7 is disposed at the imaging start position Ps by rotating the second pressing tool 53 and the abutment base 2B around the vertical axis by the rotating means 50.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the deformation step S12 of this embodiment.
  • step S12 of this embodiment first, the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (step S421).
  • step S421 as shown in FIGS. 12 and 13, the first protrusion 32a is disposed in the space 38a of the first frame 33a.
  • the second protrusion 32b is disposed in the space 38b of the second frame 33b.
  • the base 16 of the second pressing tool 53 is moved up and down by the moving means 56 of the adjusting tool 55.
  • a load is set on the elastic material 1 in contact with the drum 61.
  • the load applied to the elastic material 1 can be determined to be equal to, for example, a load (ground pressure) applied to an actual tire.
  • step S12 of this embodiment the first output shaft 54a of the second pressing tool 53 and the second output shaft 60a of the abutment base 2B are rotated in directions opposite to each other (step S422). Accordingly, in step S422, the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 can be rolled (deformed) while being pressed onto the contacted surface 23. Therefore, in the deformation step S42, the elastic material 1 can be deformed at a predetermined cycle based on the rotation of the first rotating means 54 and the second rotating means 60.
  • the photographing signal St is output at a predetermined specific timing in one cycle (signal output step S13).
  • the imaging signal output means 2C including the first rotational position detector 63, the second rotational position detector 64, and the pulse generator 5 is used.
  • the first rotational position detector 63 and the second rotational position detector 64 detect the first protrusion 32a and the second protrusion 32b, thereby detecting the detection signal toward the pulse generator 5. Sg1 and Sg2 are output. Further, in the pulse generator 5 of the present embodiment, the detection signal Sg1 of the first rotational position detector 63 and the detection signal Sg2 of the second rotational position detector 64 are simultaneously input, whereby the pulse signal Sp is output. Is done.
  • the signal output step S13 of this embodiment at the timing (specific timing in one cycle) at which the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 and the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61 come into contact with each other.
  • a signal Sp photographing signal St
  • the timing at which the imaging signal St is output can be appropriately adjusted by changing the fixing positions of the first protrusion 32a and the second protrusion 32b.
  • a projection image of the elastic material 1 is shot based on the shooting signal St (shooting step S14).
  • the elastic material 1 is elastic at a specific position during the rolling of the elastic material 1 (in this embodiment, the specific position of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 contacts the specific position of the outer peripheral surface 61s of the drum 61).
  • a projected image of material 1 is taken.
  • a projected image including at least a part of the contact surface 23 against which the elastic material 1 is pressed and the elastic material 1 is captured.
  • the projected image of the elastic material 1 is stored in a computer (not shown) connected to the X-ray camera 7 shown in FIG.
  • step S15 it is determined whether or not the imaging of the elastic material 1 has been completed at a plurality of predetermined imaging positions P (shown in FIG. 5) (step S15). .
  • step S15 when it is determined that the imaging of the elastic material 1 has been completed (“Y” in step S15), the next three-dimensional image forming step S2 is performed.
  • the X-ray camera 7 is positioned at the next imaging position P (step S16), and the deformation step S12. Step S15 is performed again.
  • FIG. 15 is a three-dimensional image 70 of the elastic material 1 and the drum 61.
  • a three-dimensional image 70 of the elastic material 1 can be constructed by the same method as in the previous embodiment. Therefore, in the three-dimensional image construction step S2, a specific deformation state (in this embodiment, the unevenness present at a specific position on the outer peripheral surface 61s (contacted surface 23) of the drum 61, and the elastic material deformed by the unevenness) Two three-dimensional images 70 can be acquired.
  • the three-dimensional image 70 of the elastic material 1 is observed (step S3).
  • the specific deformation state (deformation moment) of the elastic material 1 rolling on the contacted surface 23 can be directly observed. Therefore, in the observation method of the present embodiment, the performance of the elastic material 1 can be accurately evaluated.
  • the labeled particles 52 shown in FIG. 11
  • the strain distribution of the elastic material 1 rubbed against the contacted surface 23 can be obtained.
  • a mode in which the slip angle between the traveling direction of the abutted surface 23 of the drum 61 and the traveling direction of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 is set to zero is exemplified.
  • slip angle setting means for setting a slip angle on the elastic material 1 and rolling the contacted surface 23 may be further included.
  • FIG. 16 is a perspective view showing the slip angle setting means.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state in which the slip angle is set in the elastic material by the slip angle setting means of FIG.
  • the same configuration as the previous embodiment and the steps in which the same processing is performed may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
  • the slip angle setting means 72 of this embodiment is provided with a support base 73 and a support shaft 74, for example.
  • the support base 73 includes a horizontal plate 73a extending horizontally and a pair of vertical plates 73b and 73b extending upward from both ends of the horizontal plate 73a, and is formed in a substantially U shape in front view.
  • the second rotating means 60 is fixed to one vertical plate 73b. Further, in the pair of vertical plates 73b and 73b, the second output shaft 60a to which the drum 61 is fixed is supported so as to be rotatable around the horizontal axis. In such a support base 73, the drum 61 can be rotated around the horizontal axis by the rotation of the second rotating means 60. Further, the second frame 33 b of the second rotational position detector 64 and a second sensor (not shown) are fixed to the support base 73.
  • the support shaft 74 extends vertically between the support frame 58 and the horizontal plate 73a.
  • the support base 73 can be supported by the support frame 58 so as to be rotatable around a vertical axis.
  • the traveling direction of the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 is fixed. Further, the support base 73 is rotated in the arrow Z direction around the support shaft 74 with reference to the support frame 58. Thereby, a posture angle is given to the drum 61, and a relative slip angle SA is set between the elastic material 1 and the drum 61.
  • the width of the drum 61 is set to be larger than the width W1 (shown in FIG. 2) of the elastic material 1 in order to prevent the contact surface of the elastic material 1 from becoming small. desirable.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the deformation step S12 of this embodiment.
  • step S12 of this embodiment the second pressing tool 53 (shown in FIGS. 12 and 13), the contact table 2B, and the slip angle setting means 72 are used.
  • step S12 first, as shown in FIG. 16, the elastic material 1 is pressed against the contacted surface 23 (step S421).
  • the processing procedure of step S421 is the same as the processing procedure of step S421 of the previous embodiment.
  • a slip angle SA (shown in FIG. 17) is set in the elastic material 1 (step S423).
  • the support base 73 is rotated around the support shaft 74 with reference to the support frame 58.
  • the slip angle SA is set in the elastic material 1.
  • the slip angle SA can be set as appropriate.
  • the slip angle SA of the present embodiment is determined to be equal to the slip angle given to the actual tire.
  • the first output shaft 54a of the second pressing tool 53 and the second output shaft 60a of the abutment base 2B are rotated in directions opposite to each other (step S422).
  • the elastic material 1 can roll (deform) while the outer peripheral surface 1s of the elastic material 1 is pressed onto the contacted surface 23 in a state where the slip angle SA is set in the elastic material 1. . Therefore, in the deformation step S42, the elastic material 1 can be deformed at a predetermined cycle based on the rotation of the first rotating means 54 and the second rotating means 60.
  • the projection image of the elastic material 1 is image
  • the three-dimensional image of the elastic material 1 can be observed in detail in a state approximate to a running tire to which the slip angle SA is given, the performance of the elastic material 1 can be accurately evaluated.
  • the elastic material 1 of this embodiment is also blended with marker particles 52 (shown in FIG. 11) for taking an image while emphasizing the three-dimensional image 70, as in the previous embodiment.
  • the mode in which the slip angle SA is set in the elastic material 1 by rotating the support base 73 is exemplified, but the embodiment is not limited thereto.
  • the slip angle SA may be set in the elastic material 1 by rotating the second pressing tool 53 around the vertical axis.
  • the elastic material 1 is pressed against the dried contacted surface 23, but the invention is not limited to this.
  • a fluid supply means for supplying a fluid may be further included in the contact portion between the elastic material 1 and the contacted surface 23.
  • FIG. 19 is a perspective view of the fluid supply means 76.
  • the fluid supply means 76 has a water tank 78 in which a fluid 77 is stored.
  • the water tank 78 is disposed below the drum 61 so that at least a part of the abutted surface 23 of the drum 61 is immersed in the fluid 77. Accordingly, the drum 61 is rotated by the second rotating means 60 (shown in FIG. 16), so that the fluid 77 is supplied to the contacted surface 23 of the drum 61.
  • FIG. 20 is a three-dimensional image 71 of the abutted surface 23 and the elastic material 1 to which the fluid 77 is supplied.
  • the actual wet performance of the tire can be evaluated in step S3.
  • the fluid 77 for example, water, oil, or a solution containing a contrast agent made of a substance such as barium or iodine can be employed.
  • the fluid 77 is supplied by the water tank 78 that stores the fluid 77
  • the present invention is not limited to this.
  • the fluid 77 may be supplied between the elastic material 1 and the contacted surface 23 by a tube (not shown) that supplies the fluid 77.
  • the elastic material 1 may be, for example, a rubber material formed in a rectangular shape or a tire used for an automobile or the like.
  • Example A According to the processing procedure shown in FIGS. 6, 7, and 8, an elastic material in a specific deformation state (a state in which the compression deformation of the elastic material is maximized) was observed for the elastic material during linear reciprocation (Example) 1). Furthermore, based on the same processing procedure as in Example 1, a specific deformation state of the elastic material further blended with the labeled particles was observed (Example 2).
  • Example 3 a specific deformation state (timing at which a specific position on the outer peripheral surface of the elastic material abuts on a specific position on the outer peripheral surface of the drum) for the elastic material that is rolling. Of elastic material was observed (Example 3). In Example 3, a fluid supply unit was used.
  • the common specifications of Examples 1 to 3 are as follows.
  • Elastic material Outer diameter D1: 60mm Width W1: 10mm
  • Styrene butadiene rubber 100 parts by mass Carbon black: 50 parts by mass Sulfur: 2 parts by mass
  • Vulcanization accelerator 1.5 parts by mass
  • Styrene butadiene rubber 100 parts by mass Carbon black: 50 parts by mass Sulfur: 2 parts by mass
  • Identification particles alumina particles: 20 parts by mass Details of each material constituting the elastic material Is as follows. Rubber: Nipol IR2200 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • Example 1 The three-dimensional image of Example 1 is shown in FIG. 9 and FIG. A three-dimensional image of Example 2 is shown in FIG. A three-dimensional image of Example 3 is shown in FIG.
  • Example 1 In the observation method of Example 1, a three-dimensional image in a specific deformation state (in this embodiment, a state where the compression deformation of the elastic material is maximized) was acquired. Therefore, with the observation method of Example 1, the performance of the elastic material could be accurately evaluated.
  • the three-dimensional image 51 was displayed in an emphasized manner compared to the observation method of Example 1. Therefore, in the observation method of Example 2, the performance of the elastic material was accurately evaluated as compared with the observation method of Example 1. In the observation method of Example 3, a three-dimensional image of the elastic material that rolls on the contacted surface was acquired. Therefore, in the observation method of Example 3, the rolling performance of the elastic material was accurately evaluated.
  • Example B According to the processing procedure shown in FIGS. 6, 7, and 18, an elastic material in a specific deformation state (a state in which the elastic material has the maximum compressive deformation) is observed with respect to the elastic material that is set with a slip angle and is rolling. (Example 4).
  • the specification of the elastic material is the same as that in the third embodiment.
  • the test conditions are as follows.
  • FIG. 21 is a cross section of a three-dimensional image constructed according to Example 4.
  • FIG. 22 it is another cross section of the three-dimensional image comprised by Example 4.
  • FIG. 21 is a cross section of a three-dimensional image constructed according to Example 4.
  • FIG. 22 is another cross section of the three-dimensional image comprised by Example 4.

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Abstract

　動的な変形状態にある弾性材料を観察する。 【解決手段】ゴム又はエラストマーを含む弾性材料１の変形を観察するための方法及びそれに好適に用いられる弾性材料の投影像撮影装置である。観察方法は、弾性材料１の任意の軸線と直交する方向から、弾性材料１の少なくとも一部の投影像を、軸線周りの複数の撮影位置Ｐで撮影する投影像取得工程Ｓ１と、投影像から弾性材料１の三次元像５１を構成する三次元像構成工程Ｓ２と、三次元像５１を観察する工程Ｓ３とを含む。投影像取得工程Ｓ１は、弾性材料１を予め定められた周期で変形させる変形工程Ｓ１２と、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号Ｓｔを出力する信号出力工程Ｓ１３と、撮影信号Ｓｔに基づいて、弾性材料１の投影像を撮影する撮影工程Ｓ１４とを含む。変形工程Ｓ１２、信号出力工程Ｓ１３、及び、撮影工程Ｓ１４が、各撮影位置で行われる。

Description

弾性材料の変形の観察方法及び弾性材料の投影像撮影装置
　本発明は、動的な変形状態にある弾性材料の観察方法、及び、それに好適に用いられる弾性材料の投影像撮影装置に関する。
　下記特許文献１では、摩擦材の内部に放射光を透過させて、摩擦材の内部に関する影像を取得する観察方法が開示されている。しかしながら、この方法は、例えば、摩擦材が周期的な変形をしている場合、その１瞬間の変形状態を観察することについては、何も教えていない。
特開２００９－８５７３２号公報
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、周期的に変形している弾性材料について、その特定の変形状態（変形瞬間）を観察することができる弾性材料の観察方法、及び、それに好適に用いられる弾性材料の投影像撮影装置を提供することを主たる目的としている。
　本発明は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の変形を観察するための方法であって、前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する投影像取得工程と、前記投影像から前記弾性材料の三次元像を構成する三次元像構成工程と、前記三次元像を観察する工程とを含み、前記投影像取得工程は、弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形工程と、前記１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する信号出力工程と、前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の前記投影像を撮影する撮影工程とを含み、前記変形工程、前記信号出力工程、及び、前記撮影工程が、前記各撮影位置で行われることを特徴とする。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記変形工程は、前記弾性材料を被当接面に押し付けて、直線往復運動させる工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記信号出力工程は、前記弾性材料の直線往復運動中の特定位置を検出して、前記撮影信号を出力する工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、外周面が円形状に形成された前記弾性材料を準備する工程をさらに含み、前記変形工程は、前記円形状の前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記変形工程は、前記弾性材料に、スリップ角を設定する工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記信号出力工程は、前記弾性材料の転動中の特定位置を検出して、前記撮影信号を出力する工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記撮影工程は、前記弾性材料が押し付けられる被当接面と、前記弾性材料との接触部の少なくとも一部を含む投影像を撮影する工程を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の変形の観察方法において、前記変形工程は、前記弾性材料と、前記弾性材料が押し付けられる被当接面との間に、流体を供給する工程をさらに含むのが望ましい。
　本発明は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料を変形させて、その投影像を撮影する投影像撮影装置であって、前記弾性材料を被当接面に押し付けて、予め定められた周期で変形させる変形手段と、前記被当接面を有する当接台と、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する撮影信号出力手段と、前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する撮影手段とを具えるのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記変形手段は、前記弾性材料を被当接面に押し付けて、直線往復運動させる第１押圧具を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記第１押圧具は、回転する出力軸を有する電動機と、前記出力軸の回転運動を直線往復運動に変換する変換具と、前記変換具に連結されかつ前記弾性材料を保持するホルダーとを含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記撮影信号出力手段は、前記弾性材料の直線往復運動中の特定位置を検出する位置検知具と、前記位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とを含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記弾性材料は、外周面が円形であり、前記変形手段は、前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる第２押圧具を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記第２押圧具は、前記弾性材料を保持するホルダーと、前記弾性材料を回転させる第１回転手段と、前記ホルダーと前記被当接面との距離を変化させる調節具とを含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記弾性材料にスリップ角を設定して、前記被当接面上を転動させるスリップ角設定手段をさらに含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記当接台は、円筒状のドラムを含み、前記被当接面は、前記ドラムの外周面に形成されるのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記被当接面は、擬似路面が形成されているのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記当接台は、前記被当接面を移動させる第２回転手段をさらに含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記撮影信号出力手段は、前記弾性材料の転動中の特定位置を検出する第１回転位置検知具、前記被当接面の移動中の特定位置を検出する第２回転位置検知具、及び前記第１回転位置検知具の検出信号及び前記第２回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器を含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記撮影手段は、シャッタートリガーを有するＸ線カメラを含み、前記撮影信号は、前記シャッタートリガーに入力されるのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記弾性材料と前記被当接面との接触部に、流体を供給する流体供給手段をさらに含むのが望ましい。
　本発明に係る前記弾性材料の投影像撮影装置において、前記弾性材料には、標識粒子が配合されているのが望ましい。
　請求項１記載の発明は、弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する投影像取得工程と、投影像から弾性材料の三次元像を構成する三次元像構成工程と、三次元像を観察する工程とが含まれている。
　投影像取得工程は、弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形工程と、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する信号出力工程と、撮影信号に基づいて、弾性材料の前記投影像を撮影する撮影工程とが含まれている。これらの変形工程、信号出力工程及び撮影工程が、各撮影位置で行われる。
　従って、請求項１記載の発明によれば、弾性材料が周期的に変形している場合であっても、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像が、複数位置で得られる。これにより、特定の変形状態の三次元像を構成して、弾性材料を観察することができるようになる。
　請求項９記載の発明は、弾性材料が押し付けられる被当接面を有する当接台と、弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形手段と、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する撮影信号出力手段と、撮影信号に基づいて、弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、弾性材料の少なくとも一部の投影像を、軸線周りの複数の撮影位置で撮影する撮影手段とを具える。
　従って、請求項９記載の発明によれば、弾性材料が周期的に変形している場合であっても、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像が複数位置で得られる。これらの投影像が用いられることにより、弾性材料の三次元像が構成されうる。
本実施形態の弾性材料の投影像撮影装置の斜視図である。 本実施形態の弾性材料を示す斜視図である。 第１押圧具を拡大して示す斜視図である。 （ａ）は基部の押し下げたカムを示す側面図、（ｂ）は基部の押し下げを緩和したカムを示す側面図である。 弾性材料の撮影位置を示す平面図である。 本実施形態の観察方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の撮影工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の変形工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 弾性材料及び被当接面の三次元像である。 弾性材料の外周面を下から見た三次元像である。 標識粒子が配合された弾性材料の三次元像である。 本発明の他の実施形態の弾性材料の投影像撮影装置の斜視図である。 第２押圧具を拡大して示す斜視図である。 本発明の他の実施形態の変形工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 弾性材料及びドラムの三次元像である。 スリップ角設定手段を示す斜視図である。 図１６に示したスリップ角設定手段によって、弾性材料にスリップ角が設定された状態を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態の変形工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。 流体供給手段の斜視図である。 流体が供給された被当接面及び弾性材料の三次元像である。 実施例４によって構成された三次元像の一断面である。 実施例４によって構成された三次元像の別の断面である。
　１　　　弾性材料
５１　　　三次元像
Ｓｇ３　　撮影信号
Ｐ　　　　撮影位置
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
　本実施形態の弾性材料の変形の観察方法（以下、単に「観察方法」ということがある。）は、ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の変形を観察するための方法である。また、本実施形態の観察方法で用いられる弾性材料の投影像撮影装置（以下、単に「投影像撮影装置」ということがある。）は、弾性材料を変形させて、その投影像を撮影するためのものである。図１は、本実施形態に係る観察方法で用いられる投影像撮影装置の斜視図である。図２は、本実施形態の弾性材料を示す斜視図である。
　図２に示されるように、弾性材料１は、例えば、その外周面１ｓが円形に形成された円筒状のゴム材として構成されている。弾性材料１の中央には、厚さ方向（軸方向）に貫通する孔部１ｏが設けられている。弾性材料１の外径Ｄ１は、例えば５０mm～１００mm程度に設定されている。また、弾性材料１の幅Ｗ１は、例えば１５mm～３０mm程度に設定されている。
　図１に示されるように、投影像撮影装置２は、弾性材料１を被当接面２３に押し付ける変形手段２Ａと、被当接面２３を有する当接台２Ｂと、撮影信号出力手段２Ｃと、撮影手段２Ｄとが設けられている。
　図３は、第１押圧具を拡大して示す斜視図である。変形手段２Ａは、弾性材料１を被当接面２３に押し付けて、予め定められた周期で変形させるためのものである。本実施形態の変形手段２Ａは、弾性材料１を直線往復運動させる第１押圧具３として構成されている。第１押圧具３は、回転する出力軸１４を有する電動機１１と、出力軸１４の回転運動を直線往復運動に変換する変換具１２と、弾性材料１を保持するホルダー１３とが含まれている。
　本実施形態の電動機１１としては、例えば、交流又は直流のモータが採用される。図１に示されるように、電動機１１は、当接台２Ｂに固着されるＬ字状の支持枠２５に支持されている。図３に示されるように、出力軸１４は、水平にのび、かつ、電動機１１によって水平軸回りに回転される。
　変換具１２は、基部１６、レール部１７、及び、カム１８を含んでいる。
　基部１６は、例えば、上下方向にのびる直方体状に形成されている。基部１６の側面には、レール部１７に係合するスライド機構２１が設けられている。また、基部１６の他の側面には、カム１８の下方で水平にのび、かつ、カム１８の外周面に当接する従節部２２が設けられている。従節部２２とカム１８の外周面との間は、被当接面２３に押し付けられる弾性材料１の復元力によって、隙間なく密着されている。
　レール部１７は、基部１６の側方で上下にのび、かつ、その上端が支持枠２５（図１に示す）に固着されている。このようなレール部１７により、基部１６は、スライド機構２１を介して、上下方向に案内されうる。
　図４は、カム１８及び従節部２２を拡大して示す側面図である。カム１８は、その中心から外周面までの距離Ｌ１が一定ではない略卵型の円板カムとして形成されている。図３及び図４に示されるように、カム１８の中心には、電動機１１の出力軸１４の一端が固着されている。これにより、カム１８は、出力軸１４の回転により、水平軸回りに回転されうる。
　図３に示されるように、ホルダー１３は、水平にのびる水平板１３ａと、水平板１３ａの両端から下方にのびる一対の垂直板１３ｂ、１３ｂとを含んでいる。これにより、ホルダー１３は、正面視略コ字状に形成される。
　水平板１３ａの上端は、荷重を検出可能なロードセル２６を介して、変換具１２の基部１６の下端に連結されている。一対の垂直板１３ｂ、１３ｂは、その下端側が、弾性材料１の両側面に配置される。さらに、一対の垂直板１３ｂ、１３ｂには、一対の垂直板１３ｂ、１３ｂ間を水平にのびる軸部２７が設けられる。軸部２７は、弾性材料１の孔部１ｏ（図２に示す）に固着される。これにより、弾性材料１は、水平軸回りに回転可能に保持されうる。
　このような第１押圧具３では、先ず、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられた状態において、電動機１１の出力軸１４が回転される。出力軸１４の回転により、カム１８が、水平軸回りに回転される。カム１８の回転により、カム１８の外周面が当接する従節部２２を介して、基部１６の押し下げ（図４（ａ）に示す）、及び、押し下げの緩和（図４（ｂ）に示す）が、交互に繰り返し行われる。また、カム１８が一回転する周期と、基部１６が１往復する周期とは、同一である。従って、このような変換具１２により、電動機１１の出力軸１４の回転運動が、上下方向の周期的な直線往復運動に変換されうる。
　変換具１２の基部１６の直線往復運動により、弾性材料１は、ホルダー１３を介して、上下方向に直線往復運動されうる。このような直線往復運動により、弾性材料１の被当接面２３への圧縮変形、及び、圧縮変形の緩和が交互に実施される。従って、第１押圧具３は、弾性材料１を被当接面２３に押し付けて、予め定められた周期で変形させることができる。
　なお、本実施形態の第１押圧具３では、電動機１１を用いた加振装置として構成される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。第１押圧具３としては、例えば、オイル又は電磁式の加振装置として構成されてもよい。
　図１に示されるように、当接台２Ｂは、上面に被当接面２３が設けられた路面部４５と、路面部４５を支持する下支持部４６とを含んでいる。
　路面部４５は、平面視円形の板状に形成されている。被当接面２３は、例えば、アスファルト路面の凹凸が再現された擬似路面が形成されるのが望ましい。
　下支持部４６は、平面視矩形の板状に形成されている。下支持部４６には、支持枠２５の下部側が固着されている。さらに、下支持部４６には、路面部４５を上下方向に移動させるための昇降手段（図示省略）が設けられている。この昇降手段により、路面部４５が、弾性材料１に対して上下方向に相対移動される。これにより、弾性材料１に負荷させる荷重が調節されうる。
　本実施形態では、支持枠２５及び下支持部４６を介して、第１押圧具３及び被当接面２３を垂直軸回りに回動させる回動手段５０が設けられている。このような回動手段５０は、撮影手段２Ｄに対して、弾性材料１を相対移動させることができる。
　撮影信号出力手段２Ｃは、１周期中の予め定められた特定のタイミングで、撮影信号を出力するためのものである。本実施形態の撮影信号出力手段２Ｃは、直線位置検知具４と、パルス発生器５とを含んでいる。
　直線位置検知具４は、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（特定の変形状態）を検出するためのものである。直線位置検知具４は、例えば、透過型又は反射型のフォトインタラプタ等が適用されうる。
　図１及び図３に示されるように、直線位置検知具４は、出力軸１４から半径方向外側に突出する突起部３２と、出力軸１４の上方に配置されるフレーム３３と、突起部３２を検出するセンサー３４と、検出信号Ｓｇ（図１に示す）を出力する出力部（図示省略）とが設けられている。
　突起部３２は、出力軸１４の軸方向と交わる面３２ｓを有する立方体状に形成されている。突起部３２は、出力軸１４の外周面に少なくとも一つ（本実施形態では一つ）配置されている。このような突起部３２は、出力軸１４の回転により、水平軸回りに回転される。
　フレーム３３は、水平にのびる水平板３６と、水平板３６の両端から下方にのびる一対の垂直板３７、３７とを含み、正面視略コ字状に形成されている。また、フレーム３３には、水平板３６と一対の垂直板３７、３７とで囲まれる空間３８が形成されている。フレーム３３は、回転する突起部３２が空間３８内を通過可能なように、支持枠２５（図１に示す）に固着されている。
　センサー３４は、例えば、レーザーセンサーとして構成されている。本実施形態のセンサー３４では、フレーム３３の一対の垂直板３７、３７間において、出力軸１４の軸方向と平行にレーザーが照射される。このようなセンサー３４により、フレーム３３の空間３８内を通過する突起部３２が検出されうる。また、突起部３２の通過が検知されると、出力部（図示省略）から検出信号Ｓｇ（図１に示す）が出力される。検出信号Ｓｇは、パルス発生器５に入力される。
　このような直線位置検知具４では、フレーム３３の空間３８内を通過する突起部３２がセンサー３４によって検出されることにより、突起部３２が固着される出力軸１４の外周面の位置が特定されうる。
　図４（ａ）、及び、図４（ｂ）に示されるように、出力軸１４の外周面と、カム１８の外周面とが、同一周期で回転される。上述したように、カム１８が一回転する周期と、基部１６が一往復する周期とは、同一である。従って、直線位置検知具４では、出力軸１４の外周面の位置が特定されることにより、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（即ち、弾性材料１の上下方向の特定位置）が検出されうる。
　直線位置検知具４では、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置が検出されたタイミングで、出力部（図示省略）から検出信号Ｓｇが出力される。なお、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置は、出力軸１４の周方向において、突起部３２の固定位置が変更されることにより、適宜変更されうる。
　図１に示されるように、パルス発生器５は、直線位置検知具４の検出信号Ｓｇに基づいて、パルス信号Ｓｐを出力するためのものである。本実施形態のパルス発生器５では、直線位置検知具４の検出信号Ｓｇが入力されることにより、少なくとも一つ（本実施形態では、一つ）のパスル信号Ｓｐが出力される。上述したように、検出信号Ｓｇは、直線位置検知具４が、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置を検出することによって出力される。従って、パルス信号Ｓｐは、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（１周期中の特定のタイミング）で出力される。出力されたパルス信号Ｓｐは、撮影信号Ｓｔとして、撮影手段２Ｄに入力される。
　本実施形態のパルス信号Ｓｐとしては、ＴＴＬ（５Ｖ－０Ｖ）が採用されるが、これに限定されるわけではない。他のパルス信号Ｓｐとしては、例えば、単パルスや、連続パルスが採用されても良い。また、本実施形態では、検出信号Ｓｇが入力されることにより、一つのパルス信号Ｓｐが出力されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、検出信号Ｓｇが入力されていない間に、パルス信号Ｓｐが連続して出力され、かつ、検出信号Ｓｇの入力時のみ、パルス信号Ｓｐの出力が停止されるものでもよい。
　撮影手段２Ｄには、Ｘ線カメラ７が含まれている。本実施形態のＸ線カメラ７は、従来のＣＴ（ Computed Tomography ）装置である。Ｘ線カメラ７は、Ｘ線を弾性材料１に照射するＸ線管４７、弾性材料１から透過したＸ線を検知する検出器４８、及び、Ｘ線管４７からＸ線を照射させるシャッタートリガー（図示省略）を含んでいる。
　Ｘ線管４７及び検出器４８は、第１押圧具３及び当接台２Ｂを挟んで、一直線上に配置されている。また、本実施形態では、弾性材料１及び被当接面２３に、Ｘ線が照射されるように、Ｘ線管４７の高さが調整される。
　本実施形態のＸ線管４７及び検出器４８は、第１押圧具３及び当接台２Ｂに対して、移動不能に固着されている。検出器４８は、従来の検出器と同様に、Ｘ線を光電子に変換する変換部（図示省略）と、光電子を可視光線に変換する蛍光体（図示省略）と、可視光線を撮影するＣＣＤカメラ（図示省略）とを含んでいる。
　シャッタートリガ（図示省略）は、パルス発生器５から出力される撮影信号Ｓｔ（パルス信号Ｓｐ）が入力されることにより、例えば、０．１ミリ秒～１００ミリ秒の間、Ｘ線管４７からＸ線が照射される。
　図５は、弾性材料１の撮影位置Ｐを示す平面図である。このような撮影手段２Ｄでは、撮影信号Ｓｔ（図１に示す）に基づいて、弾性材料１の任意の軸線（本実施形態では、弾性材料１の重心を垂直にのびる垂直軸線Ｌ３）と直交する方向から、弾性材料１の投影像が撮影されうる。さらに、撮影手段２Ｄは、図１に示した回動手段５０により、第１押圧具３及び被当接面２３が垂直軸回りに回転されることによって、弾性材料１の投影像が、弾性材料１の軸線周りの複数の撮影位置Ｐで撮影されうる。
　次に、本実施形態の投影像撮影装置２を用いた観察方法が説明される。図６は、本実施形態の観察方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態の観察方法では、先ず、図２に示されるような外周面が円形状に形成された弾性材料１が準備される（工程Ｓ０）。
　次に、本実施形態の観察方法では、弾性材料１の投影像が撮影される（投影像取得工程Ｓ１）。図１に示されるように、投影像取得工程Ｓ１では、弾性材料１の軸線（本実施形態では、垂直軸線Ｌ３）と直交する方向から、弾性材料１の少なくとも一部の投影像が、軸線周りの複数の撮影位置Ｐ（図５に示す）で撮影される。
　図５に示されるように、本実施形態の撮影位置Ｐは、弾性材料１の垂直軸線Ｌ３の周りにおいて、弾性材料１の一側面側の撮影開始位置Ｐｓと、弾性材料１の他側面側の撮影終了位置Ｐｅとの間を、予め定められた間隔で複数個設定される。本実施形態では、回動手段５０の回転によって、第１押圧具３及び当接台２Ｂが垂直軸線周りに回転されることにより、Ｘ線カメラ７が複数の撮影位置Ｐに配置される。なお、弾性材料１の垂直軸線Ｌ３を基準として、撮影開始位置Ｐｓと撮影終了位置Ｐｅとがなす角度（狭角）は、１８０°以下に設定されるのが望ましい。図７は、本実施形態の投影像取得工程Ｓ１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　本実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、先ず、撮影開始位置Ｐｓ（図５に示す）に、Ｘ線カメラ７が配置される（工程Ｓ１１）。本実施形態の工程Ｓ１１では、図１に示した第１押圧具３及び当接台２Ｂが垂直軸線周りに回転され、撮影開始位置ＰｓにＸ線カメラ７が配置される。
　次に、本実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、予め定められた周期で、弾性材料１が変形される（変形工程Ｓ１２）。変形工程Ｓ１２は、第１押圧具３が用いられる。図８は、本実施形態の変形工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　本実施形態の変形工程Ｓ１２では、先ず、図１及び図３に示されるように、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられる（工程Ｓ１２１）。工程Ｓ１２１では、図４（ａ）に示されるように、カム１８の最下点に、カム１８の前記距離Ｌ１が最大となる位置（以下、単に「カムの最大距離位置」ということがある）Ｍ１が配置される。次に、図１に示されるように、路面部４５が昇降される。これにより、弾性材料１が被当接面２３（図１に示す）に押し付けられて、弾性材料１への荷重が設定される。このとき、カム１８の最大距離位置Ｍ１が最下点に位置されているため、弾性材料１に設定される荷重は、弾性材料１の変形時の最大荷重となる。なお、弾性材料１の荷重は、第１押圧具３のロードセル２６によって測定されうる。
　次に、本実施形態の変形工程Ｓ１２では、電動機１１の出力軸１４（図３に示す）が回転されることにより、弾性材料１が変形される（工程Ｓ１２２）。この工程Ｓ１２２では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、電動機１１の出力軸１４の回転により、変換具１２の基部１６が、直線往復運動される。この変換具１２の基部１６の直線往復運動により、工程Ｓ１２２では、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられ、直線往復運動される。これにより、被当接面２３への弾性材料１の圧縮変形、及び、該圧縮変形の緩和が、交互に実施される。従って、変形工程Ｓ１２では、電動機１１の回転に基づいて、弾性材料１が予め定められた周期で変形されうる。
　次に、本実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号Ｓｔ（図１に示す）が出力される（信号出力工程Ｓ１３）。信号出力工程Ｓ１３は、直線位置検知具４及びパルス発生器５が用いられる。
　図１、図３及び図４（ａ）に示されるように、本実施形態では、カム１８の最下点に、カム１８の最大距離位置Ｍ１が配置された状態において、フレーム３３の空間３８内に、突起部３２が配置されている。このため、カム１８の最大距離位置Ｍ１が、カム１８の最下点に位置したときに突起部３２が検知され、検出信号Ｓｇが出力される。検出信号Ｓｇがパルス発生器５に入力されたタイミングで、パルス信号Ｓｐ（撮影信号Ｓｔ）が出力される。このように、信号出力工程Ｓ１３では、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置を検出して、撮影信号Ｓｔが出力される工程が実施される。
　本実施形態では、カム１８の最大距離位置Ｍ１が、カム１８の最下点に位置すると、変換具１２の基部１６及びホルダー１３が最も押し下げられるため、弾性材料１の圧縮変形が最大となる。従って、本実施形態の信号出力工程Ｓ１３では、弾性材料１の直線往復運動の一周期のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置（タイミング）において、撮影信号Ｓｔ（パルス信号Ｓｐ）が出力される。なお、撮影信号Ｓｔが出力されるタイミング（即ち、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置）については、出力軸１４の周方向に対する突起部３２の位置、又は、カム１８の位置が変更されることにより、適宜設定されうる。
　次に、本実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、撮影信号Ｓｔに基づいて、弾性材料１の投影像が撮影される（撮影工程Ｓ１４）。図１に示されるように、撮影工程Ｓ１４では、Ｘ線カメラ７のシャッタートリガー（図示省略）に、撮影信号Ｓｔ（パルス信号Ｓｐ）が入力されたタイミングで、Ｘ線管４７からＸ線が照射される。これにより、撮影工程Ｓ１４では、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（本実施形態では、弾性材料１の直線往復運動のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置）において、弾性材料１の投影像が撮影される。本実施形態の撮影工程Ｓ１４では、弾性材料１が押し付けられる被当接面２３と、弾性材料１との接触部の少なくとも一部を含んだ投影像が撮影される。この弾性材料１の投影像は、Ｘ線カメラ７に接続されたコンピュータ（図示省略）に記憶される。
　次に、本実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、予め定められた複数の撮影位置Ｐ（図５に示す）において、弾性材料１の撮影が完了したか否かが判断される（工程Ｓ１５）。工程Ｓ１５は、弾性材料１の撮影が完了した判断された場合（工程Ｓ１５で、「Ｙ」）、次の三次元像構成工程Ｓ２が実施される。他方、弾性材料１の撮影が完了していないと判断された場合は（工程Ｓ１５で、「Ｎ」）、次の撮影位置ＰにＸ線カメラ７が配置されて（工程Ｓ１６）、変形工程Ｓ１２～工程Ｓ１５が再度実施される。これにより、投影像取得工程Ｓ１では、変形工程Ｓ１２、信号出力工程Ｓ１３、及び、撮影工程Ｓ１４が、各撮影位置Ｐで行われる。従って、投影像取得工程Ｓ１では、弾性材料１が周期的に変形していても、各撮影位置Ｐにおいて、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像が撮影されうる。
　なお、複数の撮影位置Ｐ（図５に示す）において、特定の変形状態の投影像が確実に撮影されるために、検出器４８の蛍光体（図示省略）の減衰時間は、１００ms以下に設定されるのが望ましい。なお、蛍光体の減衰時間が１００msを超えると、前回撮影した投影像の残像が残りやすい。このため、複数の撮影位置Ｐにおいて、投影像の撮影が難しくなるおそれがある。このような観点より、蛍光体の減衰時間は、好ましくは５０ms以下であり、さらに好ましくは１０ms以下である。逆に、蛍光体の減衰時間が小さすぎても、光電子の可視光線への変換効率が低下するおそれがある。このような観点より、蛍光体の減衰時間は、好ましくは０．１ms以上である。
　同様の観点より、Ｘ線の輝度（photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw ）は、好ましくは１０10以上であり、さらに好ましくは１０12以上である。
　次に、本実施形態の観察方法では、弾性材料１の投影像から弾性材料１の三次元像が構成される（三次元像構成工程Ｓ２）。図９は、弾性材料１及び被当接面２３の三次元像である。図１０は、弾性材料１の外周面１ｓを下から見た三次元像である。
　本実施形態の三次元像構成工程Ｓ２では、従来と同様に、例えば、Convolution Back Projection法に基づいて、複数の撮影位置Ｐ（図５に示す）で撮影された弾性材料１の投影像が逆投影されることにより、弾性材料１の三次元像５１が構築されうる。弾性材料１の複数の投影像は、投影像取得工程Ｓ１において、弾性材料１の直線往復運動中の特定位置（本実施形態では、弾性材料１の直線往復運動のうち、弾性材料１の圧縮変形が最大となる位置）において撮影されたものである。従って、三次元像構成工程Ｓ２では、特定の変形状態（変形瞬間）の三次元像５１が取得されうる。
　次に、本実施形態の観察方法では、弾性材料１の三次元像５１が観察される（工程Ｓ３）。本実施形態では、三次元像５１が観察されることにより、周期的に変形している実際の弾性材料１について、その特定の変形状態（変形瞬間）が直接観察されうる。従って、本実施形態の観察方法では、弾性材料１の性能が正確に評価されうる。また、弾性材料１の変形状態に基づいて、例えば、有限要素法に基づくシミュレーションで用いられるゴムモデルの作成や、境界条件が設定されうる。従って、本実施形態の観察方法は、シミュレーション精度の向上に役立つ。
　弾性材料１には、標識粒子が配合されるのが望ましい。図１１は、標識粒子５２が配合された弾性材料１の三次元像５１である。
　本実施形態の標識粒子５２としては、例えば、直径４０μm程度のアルミナ粒子が採用されている。このような標識粒子５２は、三次元像５１に強調して表示されるため、弾性材料１の変形形状が正確に測定されうる。さらに、デジタル画像相関法に基づいて、標識粒子５２の位置情報から、弾性材料１の歪み分布が取得されうる。なお、標識粒子５２としては、アルミナ粒子に限定されるわけではない。他の標識粒子５２としては、ゴムよりも密度が大きいもの（例えば、硫酸バリウム等）であれば、適宜採用されうる。
　標識粒子５２の配合量は、１質量部～１００質量部が望ましい。なお、標識粒子５２の配合量が１質量部未満であると、弾性材料１の特定の変形状態（変形瞬間）を、正確に観察できなくなるおそれがある。逆に、標識粒子５２の配合量が１００質量部を超えると、弾性材料１の物性が著しく変化し、弾性材料１の性能を正確に評価できなくなるおそれがある。このような観点より、標識粒子５２の配合量は、好ましくは５質量部以上であり、さらに好ましくは１０質量部以上である。また、標識粒子５２の配合量は、好ましくは７０質量部以下であり、さらに好ましくは５０質量部以下である。
　本実施形態の投影像撮影装置２では、変形手段２Ａが、弾性材料１を直線往復運動させる第１押圧具３によって構成される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、変形手段２Ａは、弾性材料１の外周面１ｓを被当接面２３上に押し付けながら転動させる第２押圧具によって構成されてもよい。図１２は、この実施形態で用いられる投影像撮影装置の斜視図である。図１３は、第２押圧具５３を拡大して示す斜視図である。なお、この実施形態において、前実施形態と同一の構成、及び、同一の処理が実施される工程については、同一の符号を付して、説明が省略される場合がある。
　この実施形態の投影像撮影装置２は、第２押圧具５３によって構成される変形手段２Ａと、当接台２Ｂと、撮影信号出力手段２Ｃと、撮影手段２Ｄ（図示省略）とを含んでいる。撮影手段２Ｄについては、前実施形態の撮影手段２Ｄ（図１に示す）と同一構成である。
　図１３に示されるように、第２押圧具５３は、弾性材料１を保持するホルダー１３、弾性材料１を回転させる第１回転手段５４、及び、ホルダー１３と被当接面２３との距離を変化させる調節具５５が設けられている。なお、ホルダー１３は、前実施形態のホルダー１３（図３に示す）と同一構成である。さらに、第２押圧具５３には、図３に示した第１押圧具３と同様に、上下方向にのびる基部１６が設けられている。
　第１回転手段５４としては、例えば、交流又は直流のモータが採用されている。この実施形態の第１回転手段５４は、第１回転手段５４の上方に配置され、かつ、基部１６に固着されるフレーム５９に支持されている。また、第１回転手段５４には、水平軸回りに回転可能な第１出力軸５４ａが設けられている。
　第１出力軸５４ａの他端側（第１出力軸５４ａの軸方向において、第１回転手段５４の反対側）は、ホルダー１３の一対の垂直板１３ｂ、１３ｂに、水平軸回りに回転可能に軸受けされている。さらに、第１出力軸５４ａは、弾性材料１の孔部１ｏ（図２に示す）に固着されている。これにより、第１出力軸５４ａが回転されることにより、弾性材料１が水平軸回りに回転されうる。また、第１出力軸５４ａには、第１出力軸５４ａのトルクを測定するトルク計５７が設けられてもよい。
　調節具５５は、レール部１７と、基部１６を上下方向に移動させる移動手段５６とを含んでいる。
　レール部１７は、前実施形態のレール部１７（図２に示す）と同様に、基部１６の一側面側で上下にのびている。また、レール部１７の上端は、回動手段５０（図１２に示す）に固着される支持枠５８に固定されている。レール部１７は、基部１６のスライド機構２１に係合されている。このようなレール部１７により、基部１６が上下方向へ案内されうる。
　移動手段５６は、上下方向にのびるネジ軸５６ａが含まれている。ネジ軸５６ａは、支持枠５８に螺合されている。また、ネジ軸５６ａの下端は、垂直軸回りに回転可能な回転ジョイント６８を介して、基部１６の上端に取り付けられている。さらに、ネジ軸５６ａの上端には、ネジ軸５６ａを垂直軸回りに回転させるためのハンドル部６７が設けられている。
　移動手段５６は、ネジ軸５６ａが垂直軸回りに回転されることにより、ネジ軸５６ａが支持枠５８に対して上下方向に移動される。ネジ軸５６ａの上下方法の移動により、基部１６が上下方向に移動される。さらに、基部１６の上下方向の移動により、基部１６に固着されるホルダー１３が、上下方向に移動される。
　このような移動手段５６により、ホルダー１３と被当接面２３との距離（ホルダー１３に保持される弾性材料１と被当接面２３との距離）が変化されうる。また、基部１６の上下方向の移動とともに、フレーム５９が上下方向に移動されるため、フレーム５９に固着される第１回転手段５４、及び、後述する第１回転位置検知具６３の第１フレーム３３ａが、弾性材料１とともに、上下方向に移動される。
　図１２に示されるように、この実施形態の当接台２Ｂは、ドラム６１と、第２回転手段６０とを含んで構成されている。
　ドラム６１は、水平軸回りに回転可能な円筒状に形成されている。弾性材料１の外周面１ｓが押し付けられる被当接面２３は、ドラム６１の外周面６１ｓに形成されている。この被当接面２３には、例えば、ドラム軸方向に伸びる複数の溝６２（図１５に示す）がドラム周方向に隔設されるのが望ましい。また、被当接面２３には、アスファルト路面の凹凸が再現された擬似路面が形成されてもよい。
　第２回転手段６０としては、例えば、交流又は直流のモータが採用される。第２回転手段６０は、支持枠５８に固着される。また、第２回転手段６０には、水平軸回りに回転可能な第２出力軸６０ａが設けられている。
　第２出力軸６０ａの他端側（第２出力軸６０ａの軸方向において、第２回転手段６０の反対側）は、支持枠５８に、水平軸周りに回転可能に軸受けされている。さらに、第２出力軸６０ａは、ドラム６１の軸心に固着されている。これにより、第２出力軸６０ａが回転されることにより、ドラム６１が水平軸回りに回転されうる。従って、第２回転手段６０は、ドラム６１の被当接面２３を、周方向に移動させることができる。
　第２回転手段６０では、第１回転手段５４の第１出力軸５４ａとは逆方向に、第２出力軸６０ａが回転されている。これにより、ドラム６１は、被当接面２３において、弾性材料１を転動させることができる。この実施形態では、ドラム６１の被当接面２３の進行方向と、弾性材料１の外周面１ｓの進行方向とのスリップ角が、ゼロに設定されている。これにより、弾性材料１では、直進走行時のタイヤのトレッドゴムの変形が、擬似的に再現されうる。
　ドラム６１の外径Ｄ３については、任意に設定されうる。例えば、ドラム６１の外径Ｄ３は、弾性材料１の外径Ｄ１（図２に示す）の整数倍に設定されるが望ましい。これにより、弾性材料１と被当接面２３とのスリップ率がゼロの場合、常に弾性材料１の特定位置を、ドラム６１の特定位置に接触させることができる。本実施形態では、ドラム６１の外径Ｄ３と、弾性材料１の外径Ｄ１とが同一に設定されている。
　また、第１回転手段５４の回転速度、及び、第２回転手段６０の回転速度についても、任意に設定されうる。例えば、ドラム６１の外径Ｄ３が、弾性材料１の外径Ｄ１（図２に示す）よりも大きい場合、弾性材料１とドラム６１とのスリップ率がゼロとなるように、第１回転手段５４の回転速度が、第２回転手段６０の回転速度よりも高くされてもよい。また、第１回転手段５４の回転速度、及び、第２回転手段６０の回転速度が、それぞれ設定されることにより、加速時又は減速時のタイヤのトレッドゴムの変形が擬似的に再現される。
　当接台２Ｂは、本実施形態のドラム６１の替わりに、例えば、フラットベルト（図示省略）が用いられてもよい。このようなフラットベルトによれば、弾性材料１と被当接面２３との接触部の形状が平面状となり、走行中のタイヤを、より正確に再現できる。
　この実施形態では、第２押圧具５３及び当接台２Ｂを、支持枠５８を介して垂直軸線周りに回転させる回動手段５０が設けられている。このような回動手段５０は、図１及び図５に示した撮影手段２Ｄ（Ｘ線カメラ７）に対して、弾性材料１及び被当接面２３を相対移動させることができる。
　図１２及び図１３に示されるように、この実施形態の撮影信号出力手段２Ｃは、第１回転位置検知具６３、第２回転位置検知具６４、及び、パルス発生器５が含まれている。
　第１回転位置検知具６３は、弾性材料１の転動中の特定位置を検出するためのものである。図１３に示されるように、この実施形態の第１回転位置検知具６３は、前実施形態の直線位置検知具４と同様に、第１出力軸５４ａから半径方向外側に突出する第１突起部３２ａと、第１出力軸５４ａの上方に配置される第１フレーム３３ａと、第１突起部３２ａを検出する第１センサー３４ａと、検出信号Ｓｇ１（図１２に示す）を出力する出力部（図示省略）とが含まれている。
　このような第１回転位置検知具６３では、第１フレーム３３ａの空間３８ａ内を通過する第１突起部３２ａが、第１センサー３４ａによって検出されうる。また、第１突起部３２ａの通過が検知されると、図１２に示されるように、出力部（図示省略）からパルス発生器５に向かって、検出信号Ｓｇ１が出力される。
　第１出力軸５４ａの回転により、弾性材料１の外周面１ｓ及び第１突起部３２ａが、同一周期で回転される。従って、第１回転位置検知具６３では、第１突起部３２ａが検出されることにより、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が検出されうる。
　図１２に示されるように、第２回転位置検知具６４は、被当接面２３の移動中の特定位置を検出するためのものである。第２回転位置検知具６４は、第２出力軸６０ａから半径方向外側に突出する第２突起部３２ｂと、第２出力軸６０ａの下方に配置される第２フレーム３３ｂと、第２突起部３２ｂを検出する第２センサー（図示省略）と、検出信号Ｓｇ２を出力する出力部（図示省略）とが含まれている。
　このような第２回転位置検知具６４では、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内を通過する第２突起部３２ｂが、第２センサー（図示省略）によって検知されうる。また、第２突起部３２ｂの通過が検知されると、出力部（図示省略）からパルス発生器５に向かって、検出信号Ｓｇ２が出力される。
　第２出力軸６０ａの回転により、ドラム６１の外周面６１ｓ及び第２突起部３２ｂが、同一周期で回転される。従って、第２回転位置検知具６４では、第２突起部３２ｂが検出されることにより、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置が検出されうる。
　パルス発生器５では、第１回転位置検知具６３の検出信号Ｓｇ１、及び、第２回転位置検知具６４の検出信号Ｓｇ２が同時に入力されることにより、パルス信号Ｓｐが出力される。上述したように、検出信号Ｓｇ１は、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が検出されることによって出力されるものである。また、検出信号Ｓｇ２は、ドラム６１の外周面の特定位置が検出されることによって出力されるものである。従って、この実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置と、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置とが当接するタイミング（１周期中の特定のタイミング）において、パルス信号Ｓｐ（撮影信号Ｓｔ）が出力されうる。
　なお、弾性材料１をドラム６１に当接させた初期状態において、第１突起部３２ａが、第１フレーム３３ａの空間３８ａ（図１３に示す）内に配置されるとともに、第２突起部３２ｂが、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内に配置されるのが望ましい。これにより、初期状態の当接位置で、弾性材料１の外周面１ｓと、ドラム６１の外周面６１ｓとが当接するタイミングで、パルス信号Ｓｐ（撮影信号Ｓｔ）が出力されうる。
　次に、この実施形態の投影像撮影装置２を用いた観察方法が説明される。この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、図１及び図５に示した前実施形態の観察方法と同様に、弾性材料１の軸線（本実施形態では、垂直軸線Ｌ３）と直交する方向から、軸線周りの複数の撮影位置Ｐにおいて、接触部の少なくとも一部を含む投影像が撮影される。なお、この実施形態の観察方法では、外周面が円形状をなす弾性材料１が用いられる。
　この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、先ず、図５に示した撮影開始位置Ｐｓに、撮影手段２ＤのＸ線カメラ７が配置される（工程Ｓ１１）。本実施形態の工程Ｓ１では、回動手段５０によって、第２押圧具５３及び当接台２Ｂが垂直軸線周りに回転されることにより、Ｘ線カメラ７が撮影開始位置Ｐｓに配置される。
　次に、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、弾性材料１が、予め定められた周期で変形される（変形工程Ｓ１２）。この実施形態の工程Ｓ１２は、図１２及び図１３に示した第２押圧具５３及び当接台２Ｂが用いられる。図１４は、この実施形態の変形工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　この実施形態の変形工程Ｓ１２では、先ず、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられる（工程Ｓ４２１）。工程Ｓ４２１では、図１２及び図１３に示されるように、第１フレーム３３ａの空間３８ａ内には、第１突起部３２ａが配置される。また、第２フレーム３３ｂの空間３８ｂ内には、第２突起部３２ｂが配置される。そして、調節具５５の移動手段５６により、第２押圧具５３の基部１６が昇降される。これにより、ドラム６１に当接した弾性材料１に、荷重が設定される。弾性材料１に付与される荷重は、例えば、実際のタイヤに付与される荷重（接地圧）に等しくなるように定められうる。
　次に、この実施形態の変形工程Ｓ１２では、第２押圧具５３の第１出力軸５４ａ、及び、当接台２Ｂの第２出力軸６０ａが、互いに逆方向に回転される（工程Ｓ４２２）。これにより、工程Ｓ４２２では、弾性材料１の外周面１ｓが、被当接面２３上に押し付けられながら転動（変形）されうる。従って、変形工程Ｓ４２では、第１回転手段５４及び第２回転手段６０の回転に基づいて、弾性材料１が予め定められた周期で変形されうる。
　次に、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、１周期中の予め定められた特定のタイミングで、撮影信号Ｓｔが出力される（信号出力工程Ｓ１３）。この実施形態の信号出力工程Ｓ１３では、第１回転位置検知具６３、第２回転位置検知具６４、及び、パルス発生器５を含む撮影信号出力手段２Ｃが用いられる。
　上述したように、第１回転位置検知具６３及び第２回転位置検知具６４では、第１突起部３２ａ及び第２突起部３２ｂが検出されることにより、パルス発生器５に向かって、検出信号Ｓｇ１、Ｓｇ２が出力される。また、本実施形態のパルス発生器５では、第１回転位置検知具６３の検出信号Ｓｇ１、及び、第２回転位置検知具６４の検出信号Ｓｇ２が同時に入力されることにより、パルス信号Ｓｐが出力される。
　従って、この実施形態の信号出力工程Ｓ１３では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置と、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置とが当接するタイミング（１周期中の特定のタイミング）において、パルス信号Ｓｐ（撮影信号Ｓｔ）が出力されうる。なお、撮影信号Ｓｔが出力されるタイミングは、第１突起部３２ａ及び第２突起部３２ｂの固定位置が変更されることにより、適宜調節されうる。
　次に、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、撮影信号Ｓｔに基づいて、弾性材料１の投影像が撮影される（撮影工程Ｓ１４）。撮影工程Ｓ１４では、弾性材料１の転動中の特定位置（この実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの特定位置が、ドラム６１の外周面６１ｓの特定位置に当接するタイミング）において、弾性材料１の投影像が撮影される。この実施形態の撮影工程Ｓ１４でも、弾性材料１が押し付けられる被当接面２３と、弾性材料１との接触部の少なくとも一部を含んだ投影像が撮影される。弾性材料１の投影像は、図１に示したＸ線カメラ７に接続されたコンピュータ（図示省略）に記憶される。
　次に、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、予め定められた複数の撮影位置Ｐ（図５に示す）において、弾性材料１の撮影が完了したか否かが判断される（工程Ｓ１５）。この工程Ｓ１５は、弾性材料１の撮影が完了した判断された場合（工程Ｓ１５で、「Ｙ」）、次の三次元像構成工程Ｓ２が実施される。一方、弾性材料１の撮影が完了していないと判断された場合は（工程Ｓ１５で、「Ｎ」）、次の撮影位置ＰにＸ線カメラ７が位置されて（工程Ｓ１６）、変形工程Ｓ１２～工程Ｓ１５が再度実施される。これにより、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１では、変形工程Ｓ１２、信号出力工程Ｓ１３、及び、撮影工程Ｓ１４が、各撮影位置Ｐで行われる。従って、この実施形態の投影像取得工程Ｓ１でも、各撮影位置Ｐにおいて、常に特定の変形状態（変形瞬間）の投影像が撮影されうる。
　次に、この実施形態の観察方法では、弾性材料１の投影像から弾性材料１の三次元像が構成される（三次元像構成工程Ｓ２）。図１５は、弾性材料１及びドラム６１の三次元像７０である。三次元像構成工程Ｓ２では、前実施形態と同様の方法により、弾性材料１の三次元像７０が構築されうる。従って、三次元像構成工程Ｓ２では、特定の変形状態（この実施形態では、ドラム６１の外周面６１ｓ（被当接面２３）の特定位置に存在する凹凸、及び、その凹凸によって変形する弾性材料２の三次元像７０が取得されうる。
　次に、この実施形態の観察方法では、弾性材料１の三次元像７０が観察される（工程Ｓ３）。この実施形態では、三次元像７０が観察されることにより、被当接面２３を転動している弾性材料１について、その特定の変形状態（変形瞬間）が直接観察されうる。従って、本実施形態の観察方法では、弾性材料１の性能が正確に評価されうる。
　この実施形態の弾性材料１も、前実施形態と同様に、三次元像７０を強調して撮影するための標識粒子５２（図１１に示す）が配合されるのが望ましい。これにより、被当接面２３に摩擦させた弾性材料１の歪み分布を得ることができる。
　この実施形態の投影像撮影装置２では、ドラム６１の被当接面２３の進行方向と、弾性材料１の外周面１ｓの進行方向とのスリップ角が、ゼロに設定される態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、弾性材料１にスリップ角を設定して、被当接面２３上を転動させるスリップ角設定手段が、さらに含まれても良い。図１６は、スリップ角設定手段を示す斜視図である。図１７は、図１６のスリップ角設定手段によって、弾性材料にスリップ角が設定された状態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、及び、同一の処理が実施される工程については、同一の符号を付して、説明が省略される場合がある。
　この実施形態のスリップ角設定手段７２は、例えば、支持台７３と、支持軸７４とが設けられている。
　支持台７３は、水平にのびる水平板７３ａと、水平板７３ａの両端から上方にのびる一対の垂直板７３ｂ、７３ｂとを含み、正面視略コ字状に形成されている。一方の垂直板７３ｂには、第２回転手段６０が固着されている。さらに、一対の垂直板７３ｂ、７３ｂにおいて、ドラム６１が固着された第２出力軸６０ａが、水平軸周りに回転可能に軸受けされている。このような支持台７３では、第２回転手段６０の回転により、ドラム６１が水平軸回りに回転されうる。また、支持台７３には、第２回転位置検知具６４の第２フレーム３３ｂと、第２センサー（図示省略）とが固着されている。
　支持軸７４は、支持枠５８と水平板７３ａとの間を上下にのびている。このような支持軸７４では、支持枠５８に対して、支持台７３が垂直軸周りに回転可能に支持されうる。
　図１７に示されるように、本実施形態では、弾性材料１の外周面１ｓの進行方向が固定されている。また、支持枠５８を基準として、支持台７３が、支持軸７４の周りの矢印Ｚ方向に回転される。これにより、ドラム６１には、姿勢角が付与され、弾性材料１とドラム６１との間で、相対的なスリップ角ＳＡが設定される。なお、スリップ角ＳＡ設定時において、弾性材料１の接地面が小さくなるのを防ぐために、ドラム６１の幅は、弾性材料１の幅Ｗ１（図２に示す）よりも大に設定されるのが望ましい。
　次に、この実施形態の投影像撮影装置２を用いた観察方法が説明される。この実施形態の観察方法では、投影像取得工程Ｓ１の変形工程Ｓ１２を除いて、前実施形態の観察方法の処理手順と同一である。図１８は、この実施形態の変形工程Ｓ１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　この実施形態の変形工程Ｓ１２では、第２押圧具５３（図１２及び図１３に示す）、当接台２Ｂ、及び、スリップ角設定手段７２が用いられる。変形工程Ｓ１２では、先ず、図１６に示されるように、弾性材料１が被当接面２３に押し付けられる（工程Ｓ４２１）。工程Ｓ４２１の処理手順は、前実施形態の工程Ｓ４２１の処理手順と同一である。
　次に、この実施形態の変形工程Ｓ１２では、弾性材料１にスリップ角ＳＡ（図１７に示す）が設定される（工程Ｓ４２３）。図１６及び図１７に示されるように、工程Ｓ４２３では、支持枠５８を基準として、支持台７３が支持軸７４の周りに回転される。これにより、弾性材料１にスリップ角ＳＡが設定される。スリップ角ＳＡについては、適宜設定されうる。本実施形態のスリップ角ＳＡは、実際のタイヤに付与されるスリップ角に等しくなるように定められている。
　次に、この実施形態の変形工程Ｓ１２では、第２押圧具５３の第１出力軸５４ａ、及び、当接台２Ｂの第２出力軸６０ａが、互いに逆方向に回転される（工程Ｓ４２２）。この工程Ｓ４２２では、弾性材料１にスリップ角ＳＡが設定された状態で、弾性材料１の外周面１ｓが、被当接面２３上に押し付けられながら、弾性材料１が転動（変形）されうる。従って、変形工程Ｓ４２では、第１回転手段５４及び第２回転手段６０の回転に基づいて、弾性材料１が予め定められた周期で変形されうる。
　そして、この実施形態の観察方法では、前実施形態の観察方法と同様に、各撮影位置Ｐ（図５に示す）において、弾性材料１の投影像が撮影され、弾性材料１の三次元像が観察される。このような観察方法では、スリップ角ＳＡが付与された走行中のタイヤに近似した状態において、弾性材料１の三次元像が詳細に観察されうるため、弾性材料１の性能が正確に評価されうる。また、この実施形態の弾性材料１も、前実施形態と同様に、三次元像７０を強調して撮影するための標識粒子５２（図１１に示す）が配合されるのが望ましい。
　この実施形態では、支持台７３が回転されることにより、弾性材料１にスリップ角ＳＡが設定される態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、第２押圧具５３が垂直軸回りに回転されることにより、弾性材料１にスリップ角ＳＡが設定されてもよい。
　上記３つの実施形態の投影像撮影装置２では、乾燥した被当接面２３に、弾性材料１が押し付けられるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、弾性材料１と被当接面２３との接触部に、流体を供給する流体供給手段がさらに含まれてもよい。図１９は、流体供給手段７６の斜視図である。
　流体供給手段７６は、流体７７が蓄えられた水槽７８を有している。水槽７８は、ドラム６１の被当接面２３の少なくとも一部が、流体７７に浸されるように、ドラム６１の下方に配置されている。これより、ドラム６１は、第２回転手段６０（図１６に示す）によって回転されることにより、ドラム６１の被当接面２３に流体７７が供給される。
　このような投影像撮影装置２を用いた観察方法では、変形工程Ｓ１２において、弾性材料１を被当接面２３に押し付ける工程Ｓ１２１又は工程Ｓ４２１に先立って（又は、同時に）、弾性材料１と被当接面２３との間に、流体７７を供給する工程が実施される。これにより、撮影工程Ｓ１４では、弾性材料１と被当接面２３との間に、流体７７が介在する弾性材料１の投影像が撮影されうる。図２０は、流体７７が供給された被当接面２３及び弾性材料１の三次元像７１である。
　このような観察方法では、工程Ｓ３において、例えば、実際のタイヤのウエット性能が評価されうる。流体７７としては、例えば、水、油、又は、バリウムやヨウ素等の物質からなる造影剤を含む溶液が採用されうる。
　この実施形態では、流体７７を蓄える水槽７８によって、流体７７が供給される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、流体７７を供給するチューブ（図示省略）によって、弾性材料１と被当接面２３との間に、流体７７が供給されるものでもよい。
　また、これまでの実施形態では、弾性材料１が円筒状のゴム材である場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。弾性材料１としては、例えば、矩形状に形成されたゴム材や、自動車等に用いられるタイヤであってもよい。
　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。
［実施例Ａ］
　図６、図７及び図８に示した処理手順に従って、直線往復運動中の弾性材料について、特定の変形状態（弾性材料の圧縮変形が最大となる状態）の弾性材料が観察された（実施例１）。さらに、実施例１と同一の処理手順に基づいて、標識粒子がさらに配合された弾性材料の特定の変形状態が観察された（実施例２）。
　図６、図７及び図１４に示した処理手順に従って、転動中の弾性材料について、特定の変形状態（弾性材料の外周面の特定位置が、ドラムの外周面の特定位置に当接するタイミング）の弾性材料が観察された（実施例３）。なお、実施例３では、流体供給手段が用いられた。実施例１～実施例３の共通仕様は次のとおりである。
　弾性材料：
　　　外径Ｄ１：６０mm
　　　幅Ｗ１：１０mm
　実施例１及び実施例３の弾性材料の配合：
　　　　スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：１００質量部
　　　　カーボンブラック：５０質量部
　　　　硫黄：２質量部
　　　　加硫促進剤：１．５質量部
　実施例２の弾性材料の配合：
　　　　スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：１００質量部
　　　　カーボンブラック：５０質量部
　　　　硫黄：２質量部
　　　　加硫促進剤：１．５質量部
　　　　識別粒子（アルミナ粒子）：２０質量部
　弾性材料を構成する各材料の詳細は以下の通りである。
　　　　ゴム：日本ゼオン（株）製　Nipol IR2200
　　　　カーボンブラック：三菱化学（株）製　ISAFグレード
　　　　硫黄：鶴見化学工業（株）製　粉末硫黄
　　　　加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製　
　　　　　　　　N-tert-Butyl-2-benzothiazolesulfenamide
　　　　アルミナ粒子：昭和電工（株）製　CB-A40　平均粒子径：約40um
　実施例３のドラム：
　　　　外径Ｄ３：１２０mm
　実施例１の三次元像が、図９及び図１０に示される。実施例２の三次元像が、図１１に示される。実施例３の三次元像が、図２０に示される。
　実施例１の観察方法では、特定の変形状態（本実施形態では、弾性材料の圧縮変形が最大となる状態）の三次元像が取得された。従って、実施例１の観察方法では、弾性材料の性能を正確に評価することができた。
　さらに、実施例２の観察方法では、実施例１の観察方法に比べて、三次元像５１が強調して表示された。従って、実施例２の観察方法では、実施例１の観察方法に比べて、弾性材料の性能が正確に評価された。また、実施例３の観察方法では、被当接面を転動する弾性材料の三次元像が取得された。従って、実施例３の観察方法では、弾性材料の転動性能が正確に評価された。
［実施例Ｂ］
　図６、図７及び図１８に示した処理手順に従って、スリップ角が設定されて転動中の弾性材料について、特定の変形状態（弾性材料の圧縮変形が最大となる状態）の弾性材料が観察された（実施例４）。弾性材料の仕様は、上記実施例３と同一である。また、テスト条件は、以下の通りである。
　ドラムの大きさ：
　　　　外径Ｄ３：１２０mm
　　　　幅：２０mm
　弾性材料の荷重：２０Ｎ
　弾性材料のスリップ角：１゜
　図２１では、実施例４によって構成された三次元像の一断面である。図２２では、実施例４によって構成された三次元像の別の断面である。
　図２１及び図２２から明らかなように、実施例４の観察方法では、スリップ角が設定された走行中のタイヤに近似した状態にある弾性材料の鮮明な三次元像が取得された。従って、実施例４の観察方法では、弾性材料の性能を正確に評価することができた。

Claims (22)

  1. 　ゴム又はエラストマーを含む弾性材料の変形を観察するための方法であって、
    　前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する投影像取得工程と、
    　前記投影像から前記弾性材料の三次元像を構成する三次元像構成工程と、
    　前記三次元像を観察する工程とを含み、
    　前記投影像取得工程は、
    　　弾性材料を予め定められた周期で変形させる変形工程と、
    　　前記１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する信号出力工程と、
    　　前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の前記投影像を撮影する撮影工程とを含み、
    　　前記変形工程、前記信号出力工程、及び、前記撮影工程が、前記各撮影位置で行われることを特徴とする弾性材料の変形の観察方法。
  2. 　前記変形工程は、前記弾性材料を被当接面に押し付けて、直線往復運動させる工程を含む請求項１記載の弾性材料の変形の観察方法。
  3. 　前記信号出力工程は、前記弾性材料の直線往復運動中の特定位置を検出して、前記撮影信号を出力する工程を含む請求項２記載の弾性材料の変形の観察方法。
  4. 　外周面が円形状に形成された前記弾性材料を準備する工程をさらに含み、
    　前記変形工程は、前記円形状の前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる工程を含む請求項１記載の弾性材料の変形の観察方法。
  5. 　前記変形工程は、前記弾性材料に、スリップ角を設定する工程を含む請求項４記載の弾性材料の変形の観察方法。
  6. 　前記信号出力工程は、前記弾性材料の転動中の特定位置を検出して、前記撮影信号を出力する工程を含む請求項４又は５に記載の弾性材料の変形の観察方法。
  7. 　前記撮影工程は、前記弾性材料が押し付けられる被当接面と、前記弾性材料との接触部の少なくとも一部を含む投影像を撮影する工程を含む１乃至６のいずれかに記載の弾性材料の変形の観察方法。
  8. 　前記変形工程は、前記弾性材料と、前記弾性材料が押し付けられる被当接面との間に、流体を供給する工程をさらに含む請求項１乃至７のいずれかに記載の弾性材料の変形の観察方法。
  9. 　ゴム又はエラストマーを含む弾性材料を変形させて、その投影像を撮影する投影像撮影装置であって、
    　前記弾性材料を被当接面に押し付けて、予め定められた周期で変形させる変形手段と、
    　前記被当接面を有する当接台と、
    　１周期中の予め定められた特定のタイミングで撮影信号を出力する撮影信号出力手段と、
    　前記撮影信号に基づいて、前記弾性材料の任意の軸線と直交する方向から、前記弾性材料の少なくとも一部の投影像を、前記軸線周りの複数の撮影位置で撮影する撮影手段とを具える弾性材料の投影像撮影装置。
  10. 　前記変形手段は、前記弾性材料を被当接面に押し付けて、直線往復運動させる第１押圧具を含む請求項９記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  11. 　前記第１押圧具は、回転する出力軸を有する電動機と、
    　前記出力軸の回転運動を直線往復運動に変換する変換具と、
    　前記変換具に連結されかつ前記弾性材料を保持するホルダーとを含む請求項１０記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  12. 　前記撮影信号出力手段は、前記弾性材料の直線往復運動中の特定位置を検出する位置検知具と、
    　前記位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器とを含む請求項１０又は１１に記載の弾性材料の投影像撮影装置。
     
  13. 　前記弾性材料は、外周面が円形であり、
    　前記変形手段は、前記弾性材料の前記外周面を被当接面上に押し付けながら転動させる第２押圧具を含む請求項９記載の弾性材料の投影像撮影装置。
     
  14. 　前記第２押圧具は、前記弾性材料を保持するホルダーと、
    　前記弾性材料を回転させる第１回転手段と、
    　前記ホルダーと前記被当接面との距離を変化させる調節具とを含む請求項１３記載の弾性材料の投影像撮影装置
  15. 　前記弾性材料にスリップ角を設定して、前記被当接面上を転動させるスリップ角設定手段をさらに含む請求項１３又は１４記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  16. 　前記当接台は、円筒状のドラムを含み、
    　前記被当接面は、前記ドラムの外周面に形成される請求項１３乃至１５の何れかに記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  17. 　前記被当接面は、擬似路面が形成されている請求項１６に記載の投影像撮影装置。
  18. 　前記当接台は、前記被当接面を移動させる第２回転手段をさらに含む請求項１３乃至１７のいずれかに記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  19. 　前記撮影信号出力手段は、前記弾性材料の転動中の特定位置を検出する第１回転位置検知具、
    　前記被当接面の移動中の特定位置を検出する第２回転位置検知具、及び
    　前記第１回転位置検知具の検出信号及び前記第２回転位置検知具の検出信号に基づいて、パルス信号を出力するパルス発生器を含む請求項１７記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  20. 　前記撮影手段は、シャッタートリガーを有するＸ線カメラを含み、
    　前記撮影信号は、前記シャッタートリガーに入力される請求項９乃至１９のいずれかに記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  21. 　前記弾性材料と前記被当接面との接触部に、流体を供給する流体供給手段をさらに含む請求項９乃至２０のいずれかに記載の弾性材料の投影像撮影装置。
  22. 　前記弾性材料には、標識粒子が配合されている請求項９乃至２１のいずれかに記載の弾性材料の投影像撮影装置。
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