JP2006343173A

JP2006343173A - Friction tester

Info

Publication number: JP2006343173A
Application number: JP2005167837A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kawakami; 伸二河上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP4591218B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a friction tester capable of reproducing temperature dependency similar to the case of measurement of an actual product by a laboratory test in a stage of a test piece, and reducing dispersion of measurement. <P>SOLUTION: In this friction tester, the test piece X is arranged in a thermostatic chamber 51 capable of adjusting an atmospheric temperature in the chamber, and the rotating test piece X is pressed onto a friction test surface 4c provided on the circumferential surface 4a of a rotating drum 4, to thereby measure a friction characteristic of the test piece X. The tester is equipped with a drum temperature adjusting means 66 capable of heating and cooling the drum 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ゴムなどの摩擦を測定する摩擦試験機に関し、更に詳しくは、実際の製品で測定した時に近い温度依存性を試験片の段階でラボ試験により再現できるようにした摩擦試験機に関する。 The present invention relates to a friction tester that measures friction of rubber or the like, and more particularly, to a friction tester that enables temperature dependence close to that measured with an actual product to be reproduced by a laboratory test at the stage of a test piece.

例えば、空気入りタイヤのトレッドに使用されるゴムは、実車走行時の摩擦係数を予測するため、試験片の段階でラボ試験により摩擦係数を調べるようにしている。従来、その試験に用いられる摩擦試験機として、ゴムの温度依存性についての摩擦係数を調べるため、試験機全体を温度調節可能な室内に設置し、温度条件を異ならせて摩擦係数の測定を行うようにしたものや、槽内の雰囲気温度を調整可能な恒温槽内にゴム試験片を配置し、槽内の温度条件を異ならせて摩擦係数を測定できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 For example, a rubber used for a tread of a pneumatic tire is examined by a laboratory test at a test piece stage in order to predict a friction coefficient during actual vehicle running. Conventionally, as a friction tester used for the test, in order to investigate the friction coefficient regarding the temperature dependence of rubber, the entire tester is installed in a temperature-adjustable room, and the friction coefficient is measured under different temperature conditions. It is known that a rubber test piece is placed in a thermostatic bath capable of adjusting the atmospheric temperature in the bath, and the friction coefficient can be measured by varying the temperature conditions in the bath ( For example, see Patent Document 1).

しかしながら、上記のように温度調節を行いながら摩擦測定を行っているにも係わらず、実際のタイヤ（実車走行）で測定した時と比べて温度により摩擦係数が大きく相違する場合が多い。即ち、常温近辺で両者の測定を行った場合には、同様の摩擦係数を得ることができるが、それを外れた温度範囲では測定される摩擦係数が大きく相違し、実際のタイヤで測定した時のゴムの温度依存性を試験片の段階でラボ試験により再現することが難しく、しかも測定のバラツキが大きいという問題があった。
特開２０００−３２９６８７号公報 However, although the friction measurement is performed while adjusting the temperature as described above, the friction coefficient is often greatly different depending on the temperature as compared with the measurement with an actual tire (actual vehicle running). In other words, when both measurements are performed near normal temperature, the same coefficient of friction can be obtained, but the measured coefficient of friction is greatly different in the temperature range outside this range. It was difficult to reproduce the temperature dependence of the rubber by a laboratory test at the stage of a test piece, and there was a problem that measurement variation was large.
JP 2000-329687 A

本発明の目的は、実際の製品で測定した時に近い温度依存性を試験片の段階でラボ試験により再現し、かつ測定のバラツキを小さくすることが可能な摩擦試験機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a friction tester capable of reproducing temperature dependence close to when measured with an actual product by a laboratory test at the stage of a test piece and reducing variation in measurement.

上記目的を達成する本発明は、槽内の雰囲気温度を調整可能な恒温槽内に試験片を配置し、回転する該試験片を回転するドラムの外周面に設けた摩擦試験面に押し付けて試験片の摩擦特性を測定する摩擦試験機において、前記ドラムを加熱及び冷却可能なドラム温度調節手段を具備することを特徴とする。 The present invention that achieves the above-described object is a test in which a test piece is placed in a thermostatic bath capable of adjusting the atmospheric temperature in the bath, and the rotating test piece is pressed against the friction test surface provided on the outer peripheral surface of the rotating drum. In the friction tester for measuring the friction characteristics of the piece, the drum is provided with drum temperature adjusting means capable of heating and cooling the drum.

上述した本発明によれば、ドラム温度調節手段によりドラムも所望の試験温度にすることができるので、実際の製品で測定した時に近い温度依存性を試験片の段階でラボ試験により再現することが可能になり、かつ同じ試験温度で繰り返し測定する際のドラムの温度も安定するので、測定のバラツキも小さくすることができる。 According to the present invention described above, the drum temperature can be adjusted to a desired test temperature by means of the drum temperature adjusting means. Therefore, the temperature dependence close to that measured with an actual product can be reproduced by a laboratory test at the stage of the test piece. This is possible, and the drum temperature at the time of repeated measurement at the same test temperature is also stabilized, so that variation in measurement can be reduced.

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１〜図６は、本発明の摩擦試験機の一実施形態を示し、ケーシング１内に立設された支持フレーム２の中間部に前後方向（図２の左右方向）に水平に延びるドラム回転軸３が回転自在に支持され、そのドラム回転軸３の先端部にアルミなどの金属からなるドラム４が設けられている。ドラム回転軸３の後方の支持フレーム２上には、ドラム用の過負荷保護装置５と減速機６とが設置されている。減速機６に隣接して設置されたブレーキ機能を具備する駆動モータ７と減速機６とがベルト８を介して接続されている。 1 to 6 show an embodiment of a friction testing machine according to the present invention, and a drum rotation extending horizontally in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 2) in the middle portion of a support frame 2 erected in the casing 1. A shaft 3 is rotatably supported, and a drum 4 made of a metal such as aluminum is provided at the tip of the drum rotation shaft 3. An overload protection device 5 for a drum and a speed reducer 6 are installed on the support frame 2 behind the drum rotation shaft 3. A drive motor 7 having a brake function installed adjacent to the speed reducer 6 and the speed reducer 6 are connected via a belt 8.

駆動モータ７の作動により、減速機６、過負荷保護装置５、ドラム回転軸３を介して、ドラム４が回転可能になっている。コントローラ（不図示）により駆動モータ７と減速機６が制御され、それによりドラム４の回転速度を自在に制御できるようになっている。この減速機６と駆動モータ７及び不図示のコントローラがドラム回転制御手段を構成している。 The operation of the drive motor 7 enables the drum 4 to rotate via the speed reducer 6, the overload protection device 5, and the drum rotation shaft 3. The drive motor 7 and the speed reducer 6 are controlled by a controller (not shown) so that the rotational speed of the drum 4 can be freely controlled. The speed reducer 6, the drive motor 7 and a controller (not shown) constitute drum rotation control means.

ドラム４の外周面４ａには、エメリーペーパー等の研摩紙４ｂが着脱自在に張りつけられ、摩擦試験面４ｃが形成されている（図３）。摩擦試験面４ｃを形成する研摩紙４ｂは、実路面に応じた粗さを持つものを使用するのが好ましく、エメリーペーパーとしては粗さが＃８０〜＃８００のものから適宜選択するのがよい。 Abrasive paper 4b such as emery paper is detachably attached to the outer peripheral surface 4a of the drum 4 to form a friction test surface 4c (FIG. 3). As the abrasive paper 4b forming the friction test surface 4c, it is preferable to use a paper having a roughness corresponding to the actual road surface, and the emery paper may be appropriately selected from those having a roughness of # 80 to # 800. .

ドラム４はその前後幅が幅広に形成され、外周面４ａにはゴム試験片Ｘが走行する複数（例えば１０）のレーンを持つ摩擦試験面４ｃが形成できるようになっている。このように複数のレーンを有する摩擦試験面４ｃの形成により、研摩紙を張り替えることなく試験を連続して行うことができ、またゴム試験片Ｘの予備ずり（モールド表面に付いている油がゴム試験片に付着した際に、本試験前にゴム試験片Ｘを摩擦試験面４ｃ上を転動させてその油を除去するなど）にも用いることができる。 The drum 4 has a wide front-rear width, and a friction test surface 4c having a plurality of (for example, 10) lanes on which the rubber test piece X travels can be formed on the outer peripheral surface 4a. Thus, by forming the friction test surface 4c having a plurality of lanes, the test can be continuously performed without replacing the abrasive paper, and pre-shearing of the rubber test piece X (oil attached to the mold surface is removed). When the rubber test piece adheres to the rubber test piece, the rubber test piece X can also be used to remove the oil by rolling the rubber test piece X on the friction test surface 4c).

支持フレーム２の上端部に横設された水平板９上には、前後に延びるガイドレール１０が固設され、このガイドレール１０に板状の移動体１１が摺動自在に係合している。移動体１１の一側方の水平板９上には、図４に示すようにガイドレール１０と平行に延びるボールネジ１２が配設され、このボールネジ１２に移動体１１の一側に突設された係合部１１ａが螺合している。ボールネジ１２の後端に連結されたモータ１２ａの駆動により、ボールネジ１２が回転すると、移動体１１がガイドレール１０に沿って前後にドラム４の軸方向と平行に移動するようになっている。 A guide rail 10 extending in the front-rear direction is fixed on a horizontal plate 9 that is laterally provided at the upper end of the support frame 2, and a plate-like moving body 11 is slidably engaged with the guide rail 10. . As shown in FIG. 4, a ball screw 12 extending in parallel with the guide rail 10 is disposed on the horizontal plate 9 on one side of the moving body 11. The ball screw 12 protrudes from one side of the moving body 11. The engaging portion 11a is screwed. When the ball screw 12 is rotated by driving a motor 12 a connected to the rear end of the ball screw 12, the moving body 11 moves back and forth along the guide rail 10 in parallel with the axial direction of the drum 4.

移動体１１の一側部には、前後（ドラム４の軸方向）に延びる支持壁１３が垂直に立設されている。支持壁１３の側面には、上下に延びるガイド部材１４が前後２か所に固定され、これらガイド部材１４，１４に板状の昇降体１５が上下に摺動自在に係合している。昇降体１５の側部に突設された前後のブラケット１６，１７には、回転するゴム試験片Ｘの回転トルクを検出するトルクメータ（トルク検出手段）１８とブレーキ機能を具備した駆動モータ１９が取り付けられている。 A support wall 13 that extends in the front-rear direction (in the axial direction of the drum 4) is erected vertically on one side of the moving body 11. On the side surface of the support wall 13, a guide member 14 extending vertically is fixed at two front and rear positions, and a plate-like lifting body 15 is engaged with the guide members 14, 14 so as to be slidable up and down. The front and rear brackets 16 and 17 projecting from the side of the elevating body 15 are provided with a torque meter (torque detection means) 18 for detecting the rotational torque of the rotating rubber test piece X and a drive motor 19 having a brake function. It is attached.

駆動モータ１９の回転軸１９ａにカップリングＺとクラッチ２０を介してトルクメータ１８の後部回転軸１８ａが接続され、このトルクメータ１８の前部回転軸１８ｂに円盤状のゴム試験片Ｘを保持する保持手段２１の回転軸２２が接続されている。この保持手段２１は移動体１１の移動に伴ってドラム４の軸方向に往復移動可能になっている。 A rear rotating shaft 18a of the torque meter 18 is connected to the rotating shaft 19a of the drive motor 19 via the coupling Z and the clutch 20, and a disk-shaped rubber test piece X is held on the front rotating shaft 18b of the torque meter 18. The rotating shaft 22 of the holding means 21 is connected. The holding means 21 can reciprocate in the axial direction of the drum 4 as the movable body 11 moves.

駆動モータ１９はコントローラ（不図示）による周波数制御で回転速度を可変にでき、それによりゴム試験片Ｘの回転速度を所望の速度に変更できるようにしている。駆動モータ１９及び不図示のコントラーラがゴム試験片Ｘの回転速度を制御する試験片回転制御手段を構成している。 The drive motor 19 can change the rotation speed by frequency control by a controller (not shown), thereby changing the rotation speed of the rubber test piece X to a desired speed. The drive motor 19 and a controller (not shown) constitute test piece rotation control means for controlling the rotation speed of the rubber test piece X.

保持手段２１は、図５に示すように、横設された円筒体２３内に軸受２４を介して支持された回転軸２２の先端部２２ａにゴム試験片Ｘを着脱自在に保持可能な保持部２５を備えている。この保持部２５は、回転軸２２の先端部２２ａに嵌着されたフランジ２７を有する保持筒２６と、保持筒２６の外周側に嵌合する芯金２８と、芯金２８を押さえる押さえ板２９及び押さえキャップ３１とを備えている。 As shown in FIG. 5, the holding means 21 is a holding portion capable of detachably holding the rubber test piece X at the tip portion 22 a of the rotating shaft 22 supported through a bearing 24 in a horizontally disposed cylindrical body 23. 25. The holding portion 25 includes a holding cylinder 26 having a flange 27 fitted to the tip portion 22 a of the rotating shaft 22, a core metal 28 fitted to the outer peripheral side of the holding cylinder 26, and a pressing plate 29 that holds the core metal 28. And a presser cap 31.

芯金２８は外周面が周方向に凹凸状に形成され、その外周面に内周面を周方向に凹凸状に形成して嵌合するようにしたゴム試験片Ｘが装着されるようになっている。芯金２８にゴム試験片Ｘを取り付け、その芯金２８を保持筒２６に嵌合させた後、芯金回り止めピン３０を挿入し、押さえ板２９と押さえキャップ３１とを保持筒２６の先端側からセットしてボルト３１Ａで固定することにより、保持部２５にゴム試験片Ｘを保持する。この保持部２５は、ドラム４の上方に対設された位置となり、駆動モータ１９の作動により回転する。 The metal core 28 has an outer peripheral surface formed in a concavo-convex shape in the circumferential direction, and a rubber test piece X having an inner peripheral surface formed in a concavo-convex shape in the circumferential direction is fitted to the outer peripheral surface. ing. A rubber test piece X is attached to the core metal 28, and the core metal 28 is fitted into the holding cylinder 26. Then, the core metal detent pin 30 is inserted, and the holding plate 29 and the holding cap 31 are connected to the distal end side of the holding cylinder 26. Then, the rubber test piece X is held in the holding portion 25 by being fixed with bolts 31A. The holding portion 25 is positioned opposite to the drum 4 and is rotated by the operation of the drive motor 19.

支持壁１３の前側上部側部にはブラケット３２が突設され、このブラケット３２に上方に突出する２本のロッド３３ａを伸縮自在に備えたシリンダ３３の側部が固定されている。昇降体１５の前側上部側部に水平に突設されたブラケット３４には２本の支持棒３５が垂直に立設固定され、この支持棒３５の上端に固定されたプレート部材３６の後部下面に上記ロッド３３ａの先端（上端）が固定されている。 A bracket 32 projects from the front upper side portion of the support wall 13, and a side portion of a cylinder 33 provided with two rods 33 a projecting upward from the bracket 32 is fixed. Two support bars 35 are vertically erected and fixed to a bracket 34 that protrudes horizontally on the front upper side of the lifting body 15, and is attached to the lower surface of the rear part of the plate member 36 that is fixed to the upper end of the support bar 35. The tip (upper end) of the rod 33a is fixed.

シリンダ３３の作動によりロッド３３ａが縮小状態になると、図３に示すように、ゴム試験片Ｘがドラム４の摩擦試験面４ｃに当接するように保持部２５を試験位置に移動させ、ロッド３３ａが伸長状態になると、ゴム試験片Ｘがドラム４の摩擦試験面４ｃから離間するように保持部２５を上方の待機位置に移動させる。 When the rod 33a is contracted by the operation of the cylinder 33, the holding portion 25 is moved to the test position so that the rubber test piece X contacts the friction test surface 4c of the drum 4, as shown in FIG. In the extended state, the holding portion 25 is moved to the upper standby position so that the rubber test piece X is separated from the friction test surface 4 c of the drum 4.

プレート部材３６の前部下面には、ゴム試験片Ｘに荷重を負荷する荷重シリンダ（荷重負荷手段）３７が取り付けられ、その下方に突出するロッド３７ａの先端（下端）に押圧パッド３７ｂが設けられている。 A load cylinder (loading means) 37 for applying a load to the rubber test piece X is attached to the lower surface of the front portion of the plate member 36, and a pressing pad 37b is provided at the tip (lower end) of the rod 37a protruding downward. ing.

円筒体２３の先端部上部には荷重用部材４０が上方に突設され、その前方に突出する水平板部４０ａ上に、荷重シリンダ３７が負荷した荷重を検出するロードセル（荷重検出手段）４１が設置されている。このロードセル４１の上方に上記荷重シリンダ３７が位置し、ロッド３７ａを伸長して押圧パット３７ｂによりロードセル４１に荷重を加えることにより、荷重用部材４０、円筒体２３を介して、保持部２５に装着されたゴム試験片Ｘに荷重を負荷できるようになっている。 A load member 40 protrudes upward from the upper end of the cylindrical body 23, and a load cell (load detection means) 41 for detecting a load applied by the load cylinder 37 is provided on a horizontal plate portion 40a protruding forward. is set up. The load cylinder 37 is positioned above the load cell 41, and the rod 37a is extended and a load is applied to the load cell 41 by the pressing pad 37b. Thus, the load cylinder 37 is attached to the holding portion 25 via the load member 40 and the cylindrical body 23. A load can be applied to the rubber test piece X.

支持壁１３の中央部上部側面には、所定の角度だけ回動自在な回動体４２が突設され、この回動体４２の前端部にはワイヤ４３が吊設されている。他方、昇降体１５の中央部上端にはフック４４が突設され、このフック４４にワイヤ４３の下端部が取り付けられている。また、回動体４２の後端に後方に向けて突設されたアーム部材４５には、重量体４６がアーム部材４５の長手方向に沿って摺動可能に取り付けられている。 On the upper side surface of the central portion of the support wall 13, a rotating body 42 that is rotatable by a predetermined angle is projected, and a wire 43 is suspended from the front end portion of the rotating body 42. On the other hand, a hook 44 projects from the upper end of the central portion of the elevating body 15, and the lower end of the wire 43 is attached to the hook 44. A weight body 46 is slidably attached along the longitudinal direction of the arm member 45 to the arm member 45 protruding rearward from the rear end of the rotating body 42.

これら回動体４２、ワイヤ４３、フック４４、アーム部材４５及び重量体４６は、ゴム試験片Ｘに対して、荷重シリンダ３７以外から加わる負荷荷重を相殺するカウンターバランス４７（荷重均衡手段）を構成している。即ち、カウンターバランス４７は重量体４６の重量に基づいて回動体４２を矢印ｅの方向の回転させ、ワイヤ４３を介して昇降体１５を上方に引き上げるように作用するが、アーム部材４５の長手方向に対する重量体４６の位置を適切に調整することにより、ゴム試験片Ｘに対して負荷荷重を０の状態にする。そのため、荷重シリンダ３７から与えられる荷重のみがゴム試験片Ｘに加わる荷重となり、それをロードセル４１が検出する。 The rotating body 42, the wire 43, the hook 44, the arm member 45, and the weight body 46 constitute a counterbalance 47 (load balancing means) that cancels a load applied to the rubber test piece X from other than the load cylinder 37. ing. That is, the counterbalance 47 operates to rotate the rotating body 42 in the direction of the arrow e based on the weight of the weight body 46 and to lift the elevating body 15 upward via the wire 43, but the longitudinal direction of the arm member 45 By appropriately adjusting the position of the weight body 46 with respect to the rubber test piece X, the load is made zero. Therefore, only the load applied from the load cylinder 37 becomes a load applied to the rubber test piece X, and the load cell 41 detects it.

上記保持手段２１とドラム４とは、断熱部材５０で囲まれた恒温槽５１内に配設されている。保持手段２１とドラム４とは、保持部２５に装着されたゴム試験片Ｘがドラム４と接触する部分に開口部を形成した仕切り板５２により仕切られている。その仕切り板５２には多数の貫通孔５３が形成されている。 The holding means 21 and the drum 4 are disposed in a thermostatic chamber 51 surrounded by a heat insulating member 50. The holding means 21 and the drum 4 are partitioned by a partition plate 52 in which an opening is formed in a portion where the rubber test piece X mounted on the holding portion 25 contacts the drum 4. A large number of through holes 53 are formed in the partition plate 52.

保持手段２１が配置された上部恒温室５１ａの壁面には、エアの供給口５４が設けられている。この供給口５４は不図示の配管を介してケーシング１の右側後部に設置されたエア供給源５５に接続されている。 An air supply port 54 is provided on the wall surface of the upper temperature-controlled room 51 a where the holding means 21 is disposed. The supply port 54 is connected to an air supply source 55 installed at the right rear portion of the casing 1 via a pipe (not shown).

エア供給源５５では、ヒータにより外部から取り入れたエアを加熱し、また冷凍機により冷却し、エアを２℃〜６０℃の範囲で温度調整でき、その温度調整されたエアを供給口５４から上部恒温室５１ａに供給できるようになっている。供給口５４から上部恒温室５１ａに供給されたエアは、仕切り板５２の貫通孔５３を通って下部恒温室５１ｂの壁面に形成された排出口５６から不図示のフィルターを介して外部に放出される。このように槽内の雰囲気温度を調整可能な上部恒温室５１ａにゴム試験片Ｘを配置できるようにし、ゴム試験片Ｘの温度条件を異ならせて摩擦測定を行えるようにしている。 In the air supply source 55, the air taken in from the outside is heated by the heater and cooled by the refrigerator, and the temperature of the air can be adjusted in the range of 2 ° C to 60 ° C. It can be supplied to the temperature-controlled room 51a. The air supplied to the upper temperature-controlled room 51a from the supply port 54 passes through the through hole 53 of the partition plate 52 and is discharged to the outside through a filter (not shown) from the discharge port 56 formed in the wall surface of the lower temperature-controlled room 51b. The In this way, the rubber test piece X can be arranged in the upper temperature-controlled room 51a capable of adjusting the atmospheric temperature in the tank, and the frictional measurement can be performed by changing the temperature condition of the rubber test piece X.

ドラム４とその上方の保持部２５との間には、水張りトレイ６０が設けられている。この水張りトレイ６０は保持部２５と共に前後に往復移動可能になっている。水張りトレイ６０の底部中央部には、図６に示すように開口部６０ａが形成され、その開口部６０ａを介してドラム４の摩擦試験面４ｃと保持部２５に保持されたゴム試験片Ｘが接触可能になっている。開口部６０ａとドラム４の摩擦試験面４ｃとの隙間ｓから水張りトレイ６０に張られた水が下方に排出される。 A water-filled tray 60 is provided between the drum 4 and the holding unit 25 above the drum 4. The water-filled tray 60 can be moved back and forth together with the holding portion 25. As shown in FIG. 6, an opening 60a is formed at the center of the bottom of the water-filled tray 60, and the rubber test piece X held on the friction test surface 4c of the drum 4 and the holding portion 25 is formed through the opening 60a. Contact is possible. The water stretched on the water-filled tray 60 is discharged downward from the gap s between the opening 60a and the friction test surface 4c of the drum 4.

水張りトレイ６０の上方には水を供給する給水部６２が設けられている。この給水部６２はケーシング１の左側後部に設置された水供給源６３に接続されている。水供給源６３では水温コントローラ（不図示）により水を２℃〜６０℃の範囲で温度調整できるようになっている。水供給源６３から供給される水の量を調整することで、水張りトレイ６０に張られた水の深さ（水膜厚さ）を調整可能にしている。給水部６２と水供給源６３は、水張りトレイ６０に所定の温度の水を供給可能な水供給手段を構成している。 A water supply unit 62 for supplying water is provided above the water filling tray 60. The water supply unit 62 is connected to a water supply source 63 installed at the left rear portion of the casing 1. In the water supply source 63, the temperature of the water can be adjusted in the range of 2 ° C to 60 ° C by a water temperature controller (not shown). By adjusting the amount of water supplied from the water supply source 63, the depth (water film thickness) of the water stretched on the water filling tray 60 can be adjusted. The water supply unit 62 and the water supply source 63 constitute water supply means that can supply water of a predetermined temperature to the water filling tray 60.

下部恒温室５１ｂの傾斜面に形成された床面５１ｘには排出口６４が形成され、この排出口６４は水供給源６３に接続されている。ドラム４の下方の床面５１ｘ上方には床面全面を覆うようにフィルター６５が配設されている。水張りトレイ６０の隙間ｓから流れ出た水は、フィルター６５を介して排出口６４から水供給源６３に戻るようになっている。 A discharge port 64 is formed in the floor surface 51 x formed on the inclined surface of the lower temperature-controlled room 51 b, and this discharge port 64 is connected to the water supply source 63. A filter 65 is disposed above the floor surface 51x below the drum 4 so as to cover the entire floor surface. The water flowing out from the gap s of the water filling tray 60 returns to the water supply source 63 from the discharge port 64 via the filter 65.

上記摩擦試験機は、更にドラム４を加熱及び冷却可能なドラム温度調節手段６６を備えている。ドラム温度調節手段６６は、図１，２に示すように、ドラム４の内側に、外周面４ａに沿って延設された金属製の放熱配管６７を備えている。放熱配管６７は温度調節された、水や油などの媒体（２℃〜６０℃）を供給する媒体供給源（不図示）に接続され、この媒体供給源から供給された所定の温度の媒体を放熱配管６７内に循環させることで、ドラム４の外周面４ａの温度を所望の温度に加熱及び冷却できるようにしている。ドラム温度調節手段６６は、これに限定されず、例えば、加熱を電気ヒーター、冷却を冷凍機で冷却したエアを吹きつけることにより行うような構成にしてもよい。 The friction tester further includes drum temperature adjusting means 66 capable of heating and cooling the drum 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the drum temperature adjusting means 66 includes a metal heat radiating pipe 67 extending along the outer peripheral surface 4 a inside the drum 4. The heat radiating pipe 67 is connected to a medium supply source (not shown) for supplying a temperature-adjusted medium such as water or oil (2 ° C. to 60 ° C.), and a medium of a predetermined temperature supplied from the medium supply source By circulating in the heat radiating pipe 67, the temperature of the outer peripheral surface 4a of the drum 4 can be heated and cooled to a desired temperature. The drum temperature adjusting means 66 is not limited to this, and may be configured, for example, to perform heating by blowing air cooled by an electric heater and cooling by a refrigerator.

ドラム４の内側に位置する支持フレーム２の部分には、ドラム４の外周部４ｘの温度を検出する非接触式の温度センサー６８が設けられている。温度センサー６８で検知した温度に基づいて、媒体供給源から供給される媒体の温度を調節し、ドラム４の外周面４ａの温度を所望する温度に一層近づけることができるようになっている。 A non-contact type temperature sensor 68 that detects the temperature of the outer peripheral portion 4 x of the drum 4 is provided in the portion of the support frame 2 that is located inside the drum 4. Based on the temperature detected by the temperature sensor 68, the temperature of the medium supplied from the medium supply source can be adjusted so that the temperature of the outer peripheral surface 4a of the drum 4 can be made closer to the desired temperature.

図中、７０は試験片交換用ドア、７１は研摩紙張替え用治具、７２は研摩紙張替え用ドア、７３は操作パネルである。 In the figure, reference numeral 70 is a test piece replacement door, 71 is a polishing paper changing jig, 72 is an abrasive paper changing door, and 73 is an operation panel.

以下、上述した摩擦試験機によりタイヤ制動時のスリップ条件におけるゴム試験片Ｘの摩擦係数（摩擦特性）を測定する場合について説明する。 Hereinafter, the case where the friction coefficient (friction characteristic) of the rubber test piece X under the slip condition during tire braking is measured by the above-described friction tester will be described.

待機位置で保持部２５にゴム試験片Ｘを装着した後、シリンダ３３を作動させ、そのロッド３３ａを縮小した状態にする。それにより、昇降体１５が降下して、保持部２５に保持されているゴム試験片Ｘがドラム４の摩擦試験面４ｃに当接した状態になる（図３）。 After the rubber test piece X is mounted on the holding unit 25 at the standby position, the cylinder 33 is operated to reduce the rod 33a. Thereby, the elevating body 15 is lowered and the rubber test piece X held by the holding portion 25 comes into contact with the friction test surface 4c of the drum 4 (FIG. 3).

次いで、供給口５４からエアを供給し、上部恒温室５１ａ内を所定の試験温度にする一方、媒体を放熱配管６７内に循環させ、ドラム４の外周部４ｘを上部恒温室５１ａと同じ所定の試験温度にする。次いで、荷重シリンダ３７の作動により、ゴム試験片Ｘに所定の負荷が付与され、ゴム試験片Ｘが摩擦試験面４ｃに押し付けられる。ウェット時の摩擦係数を測定する場合には、更に水張りトレイ６０に給水部６２から所定の試験温度の水を供給し、所定の水深となるように水を張る。 Next, air is supplied from the supply port 54 to set the inside of the upper temperature-controlled room 51a to a predetermined test temperature, while the medium is circulated in the heat radiating pipe 67, and the outer peripheral part 4x of the drum 4 is the same as the upper temperature-controlled room 51a. Bring to test temperature. Next, by the operation of the load cylinder 37, a predetermined load is applied to the rubber test piece X, and the rubber test piece X is pressed against the friction test surface 4c. In the case of measuring the wet friction coefficient, water at a predetermined test temperature is further supplied from the water supply unit 62 to the water-filling tray 60, and water is stretched to a predetermined depth.

駆動モータ７，１９の回転速度をそれぞれ制御し、ドラム４を一定の回転速度に保持する一方で、保持手段２１をゴム試験片Ｘの周速度とドラム４の周速度とを等速にする回転速度から停止状態まで減速し、そのスリップ率を０％から１００％まで連続的に変化させる。このとき、ロードセル４１で検出された荷重データとトルクメータ１８で検出されたトルクデータが不図示のコンピュータに順次送られ、そこで各スリップ率に応じた摩擦係数がそれぞれ算出され、摩擦係数−スリップ率曲線（μ−Ｓカーブ）が求められる。 The rotation speeds of the drive motors 7 and 19 are respectively controlled to hold the drum 4 at a constant rotation speed, while the holding means 21 is rotated so that the peripheral speed of the rubber test piece X and the peripheral speed of the drum 4 are equal. Decelerate from speed to stop, and continuously change the slip rate from 0% to 100%. At this time, the load data detected by the load cell 41 and the torque data detected by the torque meter 18 are sequentially sent to a computer (not shown), where a friction coefficient corresponding to each slip ratio is calculated, and friction coefficient−slip ratio. A curve (μ-S curve) is obtained.

上記試験終了後、昇降体１５を引き上げてゴム試験片Ｘを装着した保持部２５を待機位置に移動させる。別のゴム試験片Ｘを続けて試験する場合には、保持部２５のゴム試験片Ｘを交換し、モータ１２ａの作動によりボールネジ１２を回転させ、移動体１１をガイドレール１０に沿って移動させて、保持部２５のゴム試験片Ｘを次の摩擦試験面（レーン）４ｃ上に移動させた後、上記と同様にして試験を行う。 After the end of the test, the elevating body 15 is pulled up and the holding unit 25 on which the rubber test piece X is mounted is moved to the standby position. When another rubber test piece X is continuously tested, the rubber test piece X of the holding portion 25 is replaced, the ball screw 12 is rotated by the operation of the motor 12a, and the moving body 11 is moved along the guide rail 10. Then, after the rubber test piece X of the holding portion 25 is moved onto the next friction test surface (lane) 4c, the test is performed in the same manner as described above.

本発明者は、従来の摩擦試験機において、温度調節を行いながら摩擦測定を行っているにも係わらず、実際のタイヤで測定した時と比べてゴムの温度依存性が異なる点について鋭意検討した結果、以下のことを知見した。 The present inventor diligently studied that the temperature dependence of rubber differs from that measured with an actual tire in spite of performing friction measurement while adjusting the temperature in a conventional friction tester. As a result, the following was found.

摩擦試験機に使用されるドラム４は、通常１ｍ以上の大きな径を有するアルミなどの金属製のものを使用する。試験機全体を温度調節可能な室内に設置し、室内を所望の試験温度に設定すると、ゴム試験片Ｘは径がドラム４より大幅に小さいため、回転させても室内の試験温度と略同じ温度になるが、ドラム４は径が大きく表面積が広いため、回転させる（特にドラム４の周速度を時速１０ｋｍ／ｈ以上に制御する）と、室内の試験温度と略同じ温度になかなかならず、それが実際のタイヤで測定したゴムの温度依存性からかけ離れる原因になっていた。 The drum 4 used in the friction tester is usually made of a metal such as aluminum having a large diameter of 1 m or more. When the entire testing machine is installed in a temperature-controllable room and the room is set to a desired test temperature, the rubber test piece X has a diameter that is significantly smaller than that of the drum 4, so that it is substantially the same temperature as the room test temperature even when rotated. However, since the drum 4 has a large diameter and a large surface area, when the drum 4 is rotated (especially, the peripheral speed of the drum 4 is controlled to 10 km / h or more), the temperature is almost the same as the indoor test temperature. However, this was far from the temperature dependence of rubber measured with actual tires.

そこで、本発明では、上述したようにドラム４を直接加熱及び冷却可能なドラム温度調節手段６６を設けたのである。これによりドラム４も所望の試験温度にすることができるようになるので、実際のタイヤで測定した時に近いゴムの温度依存性を試験片の段階でラボ試験により再現することが可能になり、しかも同じ試験温度で繰り返し測定する際のドラム４の温度も安定するので、測定のバラツキも小さくすることができる。 Therefore, in the present invention, as described above, the drum temperature adjusting means 66 capable of directly heating and cooling the drum 4 is provided. As a result, the drum 4 can also be brought to the desired test temperature, so that it becomes possible to reproduce the temperature dependence of rubber close to that measured with an actual tire by a laboratory test at the stage of the test piece. Since the temperature of the drum 4 at the time of repeated measurement at the same test temperature is also stabilized, variation in measurement can be reduced.

本発明の摩擦試験機は、上述したように試験片にゴム試験片を使用し、ゴムの摩擦係数（特に、空気入りタイヤに使用されるゴムの摩擦係数）を測定する場合に好ましく用いることができるが、それに限定されず、合成樹脂等の弾性体からなる試験片を用いて、その摩擦係数を測定するものであってもよい。 The friction tester of the present invention is preferably used when a rubber test piece is used as a test piece as described above and the friction coefficient of rubber (particularly, the friction coefficient of rubber used for a pneumatic tire) is measured. However, the present invention is not limited to this, and the coefficient of friction may be measured using a test piece made of an elastic body such as a synthetic resin.

また、本発明の摩擦試験機は、上述した構成に限定されず、槽内の雰囲気温度を調整可能な恒温槽内に試験片を配置し、回転する試験片を回転するドラムの外周面に設けた摩擦試験面に押し付けて試験片の摩擦特性を測定する摩擦試験機であれば、いずれの摩擦試験機であってもよい。 Further, the friction tester of the present invention is not limited to the above-described configuration, and the test piece is arranged in a constant temperature bath capable of adjusting the atmospheric temperature in the bath, and the rotating test piece is provided on the outer peripheral surface of the rotating drum. Any friction tester may be used as long as it is a friction tester that presses against the friction test surface and measures the friction characteristics of the test piece.

本発明は、特にドラム４の直径が１〜５ｍ程度、ドラム回転制御手段がドラム４の周速度を時速１０ｋｍ／ｈ以上で制御するようにした摩擦試験機に好ましく用いることができるが、それに限定されない。 The present invention can be preferably used for a friction tester in which the diameter of the drum 4 is about 1 to 5 m and the drum rotation control means controls the peripheral speed of the drum 4 at a speed of 10 km / h or more, but is not limited thereto. Not.

本発明の摩擦試験機の一実施形態を示す正面図である。It is a front view which shows one Embodiment of the friction tester of this invention. 図１の側断面図である。It is a sectional side view of FIG. 図２の要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 2. 図３の平面図である。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3. （ａ）は保持手段の拡大断面図、（ｂ）は保持手段の芯金にゴム試験片を装着した状態を示す説明図である。(A) is an expanded sectional view of a holding means, (b) is explanatory drawing which shows the state which mounted | wore the core metal of the holding means with the rubber | gum test piece. 水張りトレイの説明図である。It is explanatory drawing of a water-filled tray.

Explanation of symbols

４ドラム
４ａ外周面
４ｃ摩擦試験面
６減速機（ドラム回転制御手段）
７駆動モータ（ドラム回転制御手段）
１８トルクメータ（トルク検出手段）
１９駆動モータ（試験片回転制御手段）
３７荷重シリンダ（荷重負荷手段）
４１ロードセル（荷重検出手段）
５１恒温槽
６０水張りトレイ
６２給水部（水供給手段）
６３水供給源（水供給手段）
６６ドラム温度調節手段
Ｘゴム試験片 4 Drum 4a Outer peripheral surface 4c Friction test surface 6 Reducer (drum rotation control means)
7 Drive motor (drum rotation control means)
18 Torque meter (torque detection means)
19 Drive motor (test piece rotation control means)
37 Load cylinder (load load means)
41 Load cell (load detection means)
51 Thermostatic bath 60 Water-filled tray 62 Water supply section (water supply means)
63 Water supply source (water supply means)
66 Drum temperature control means X Rubber test piece

Claims

A friction test in which a test piece is placed in a thermostatic chamber capable of adjusting the atmospheric temperature in the tank, and the rotating test piece is pressed against the friction test surface provided on the outer peripheral surface of the rotating drum to measure the friction characteristics of the test piece. A friction tester comprising drum temperature adjusting means capable of heating and cooling the drum.

The test piece is arranged on the upper side of the drum, a water-filled tray having an opening is provided between the test piece and the drum, and the wear surface of the test piece and the drum is provided through the opening of the water-filled tray. The friction tester according to claim 1, further comprising a water supply unit configured to be able to contact and supply water at a predetermined temperature to the water-filled tray.

The test piece is a disk-shaped test piece, a test piece rotation control means for controlling the rotation speed of the test piece, a drum rotation control means for controlling the rotation speed of the drum, and a load applied to the test piece. The friction tester according to claim 1, further comprising: a load loading unit; a load detection unit that detects the loaded load; and a torque detection unit that detects a rotational torque of the rotating test piece.

The friction tester according to claim 3, wherein the drum has a diameter of 1 to 5 m, and the drum rotation control means can control the peripheral speed of the drum at a speed of 10 km / h or more.

The friction tester according to any one of claims 1 to 4, wherein the test piece is a rubber test piece, and the drum is made of metal.