JP2007292587A - Friction testing machine - Google Patents
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Description
本発明は、ゴムの摩擦試験機に関し、更に詳しくは、転がり摩擦と滑り摩擦の両者を測定するのに適した摩擦試験機に関する。 The present invention relates to a rubber friction tester, and more particularly to a friction tester suitable for measuring both rolling friction and sliding friction.
従来、ゴムの摩擦試験機として、例えば、回転ドラムを用いて摩擦係数を測定できるようにした摩擦試験機が知られている(例えば、特許文献1参照)。この摩擦試験機は、回転ドラムとゴム試料を共に駆動モータにより回転できるようにし、それによりスリップ率を0〜100%まで連続的に変化させて任意のスリップ率での摩擦係数を測定できるようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a rubber friction tester, for example, a friction tester that can measure a friction coefficient using a rotating drum is known (see, for example, Patent Document 1). This friction tester enables both the rotating drum and the rubber sample to be rotated by the drive motor, thereby allowing the friction coefficient to be measured at an arbitrary slip ratio by continuously changing the slip ratio from 0 to 100%. ing.
しかしながら、上記のように回転ドラムと共にゴム試料を駆動モータにより回転駆動する構成にすると、装置が大型化し、高価になるため、新たな配合ゴムにおいて、ラボ試験で転がり摩擦と滑り摩擦の両者のみを調べたい場合には導入が困難である。また、ゴム試料を曲率を有するドラムの外周面に接触させるので、平坦な路面に接地するタイヤの場合とは接地挙動が異なる。
本発明の目的は、転がり摩擦と滑り摩擦を小型でコストを抑えた試験機で容易に測定でき、かつタイヤの実際の接地挙動に近づけ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 that can easily measure rolling friction and sliding friction with a small-sized and low-cost tester and can be close to the actual ground contact behavior of a tire.
上記目的を達成する本発明の摩擦試験機は、円板状のゴム試料を回転自在に支持する支持手段と、該支持手段が支持したゴム試料に荷重を負荷する負荷手段と、該負荷手段により荷重を負荷したゴム試料が接触する摩擦試験面を直線状に往復移動可能に設けた移動手段と、該移動手段の摩擦試験面が一方向に移動する時に前記ゴム試料の回転を許容し、他方向に移動する時に前記ゴム試料の回転を阻止するロック手段と、前記摩擦試験面の移動時に該摩擦試験面に接触したゴム試料に作用する前記摩擦試験面の移動方向の力を測定する測定手段とを具備することを特徴とする。 The friction tester of the present invention that achieves the above object includes a support means for rotatably supporting a disk-shaped rubber sample, a load means for applying a load to the rubber sample supported by the support means, and the load means. A moving means in which a friction test surface that contacts a loaded rubber sample is linearly reciprocally movable, and the rubber sample is allowed to rotate when the friction test surface of the moving means moves in one direction. A locking means for preventing the rotation of the rubber sample when moving in the direction, and a measuring means for measuring a force in the moving direction of the friction test surface acting on the rubber sample contacting the friction test surface when the friction test surface is moved. It is characterized by comprising.
上述した本発明によれば、支持手段に円板状のゴム試料を回転自在に支持し、ゴム試料に回転駆動をかけないで試験を行う構成にしたので、大型化及び高コストの原因となるゴム試料の駆動モータを省いて、摩擦試験機を小型化してコストを抑えることができる。他方、ロック手段により摩擦試験面が一方向に移動する時にゴム試料の回転を許容し、他方向に移動する時に回転を阻止するので、ゴム試料の回転時に転がり摩擦を、ゴム試料の回転阻止時に滑り摩擦を測定することができる。従って、転がり摩擦と滑り摩擦を小型でコストを抑えた試験機で容易に測定することができる。 According to the present invention described above, the disk-shaped rubber sample is rotatably supported by the support means, and the test is performed without applying a rotational drive to the rubber sample, which causes an increase in size and cost. The drive motor for the rubber sample can be omitted, and the friction tester can be downsized to reduce the cost. On the other hand, the lock means allows the rubber sample to rotate when the friction test surface moves in one direction, and prevents the rotation when the rubber sample moves in the other direction. Sliding friction can be measured. Therefore, it is possible to easily measure rolling friction and sliding friction with a small and low-cost testing machine.
また、ゴム試料が接触する摩擦試験面を直線状に往復移動可能にしたことで、ゴム試料が摩擦試験面に接触した状態をタイヤが路面に接地した状態と同じような状態にすることができる。そのため、摩擦試験の際のゴム試料の挙動をタイヤの実際の接地挙動に近づけることができる。 In addition, since the friction test surface in contact with the rubber sample can be linearly moved back and forth, the state in which the rubber sample is in contact with the friction test surface can be made to be the same state as the state in which the tire is in contact with the road surface. . Therefore, the behavior of the rubber sample in the friction test can be brought close to the actual ground contact behavior of the tire.
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は本発明の摩擦試験機の一実施形態をロック手段を省略して示す概略斜視図、図2は支持手段の側面図、図3はロック手段の拡大図である。図において、1は円板状のゴム試料Sを回転自在に支持する支持手段、2は支持手段1が支持したゴム試料Sに荷重を負荷する負荷手段、3は荷重を負荷したゴム試料Sが接触する摩擦試験面32を直線状に往復移動可能に設けた移動手段、4は摩擦試験面32が一方向に移動する時にゴム試料Sの回転を許容し、他方向に移動する時にゴム試料Sの回転を阻止するロック手段、5は摩擦試験面32の移動時に摩擦試験面32に接触したゴム試料Sに作用する力(摩擦試験面32の移動方向の力)を測定する測定手段である。ベース6上に門型の支持部材7が立設され、この支持部材7の前側に測定手段5を介して支持手段1が取り付けられている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the friction testing machine of the present invention with the locking means omitted, FIG. 2 is a side view of the supporting means, and FIG. 3 is an enlarged view of the locking means. In the figure, 1 is a support means for rotatably supporting a disk-shaped rubber sample S, 2 is a load means for applying a load to the rubber sample S supported by the support means 1, and 3 is a rubber sample S loaded with a load. A moving
支持手段1は、ブロック状の支持体8に回転自在に横設した回転軸9を有している。回転軸9は支持体8の中央から前方に向けて延在し、その先端部にゴム試料Sを着脱自在に装着可能な試料装着部10が設けられている。円板状のゴム試料Sは、回転軸9に取り付けるための貫通孔S1が中心に形成されている。円板状のゴム試料Sは、回転軸9に取り付けるための貫通孔S1が中心に形成され、回転軸9の先端部に固設した円板状の装着用板11と回転軸9の先端部内に形成した雌ねじ部に着脱自在に螺合する押さえボルト13により、試料装着部10に着脱自在に装着できるようになっている。
The support means 1 has a rotating
測定手段5は、支持手段1の支持体8を支持する平行な左右一対の板バネ15と、両方の板バネ15に取り付けられ、板バネ15の歪みを検出する歪みゲージ16を有している。門型の支持部材7は、左右の脚部7aとこの脚部7aの上部間に横設した横設部7bとから構成され、横設部7bが両脚部7aに回動自在に取り付けられ、回動体に構成されている。左右の板バネ15は後端部が回動する横設部7bの両端に固定されている。横設部7bから前方に向けて横設される一対の板バネ15の先端が支持体8の両端に固定されている。これにより、支持体8(回転軸9)は横設部7bの回動により横設部7bを中心に上下に揺動自在になっている。
The measuring means 5 includes a pair of parallel left and
横設部7bの中央から後方に向けて固定軸17が突設されている。固定軸17は、回転軸9と同一直線上に位置するように配置され、その中途部には、ゴム試料Sを装着した状態で、回転軸9と固定軸17とが共に実質的に水平状態になるようにバランスさせるカウンターウェイト18が設けられている。固定軸17の後端部に上記負荷手段2が連結されている。
A
負荷手段2は、固定軸17に一端が連結されたワイヤなどからなる線状延在体19と、線状延在体19の他端に連結された錘20を有している。固定軸17から上方に延在する線状延在体19をベース6に立設した支柱21の両側に設けた左右のプーリ22を介して下方に延在するように配設し、その下端に錘20が取り付けられている。錘20により固定軸17の後端部を上方に引き上げ、それにより回転軸9の試料装着部10を下方に押し下げ、試料装着部10に装着したゴム試料Sに一定荷重を負荷できるようになっている。
The load means 2 has a linearly extending
支持手段1の下方のベース6上に上記移動手段3が設置されている。この移動手段3は、左右に延在する前後一対のガイドロッド23がベース6上に配設され、そのガイドロッド23間に左右に延在する回動可能なボール螺子24が配置されている。ボール螺子24にはガイドロッド23にガイドされながら左右に移動可能な移動体25が係合している。移動体25は、回転軸9の試料装着部10の下方にボール螺子24に沿って水平方向に往復移動可能に配設されており、ボール螺子24に螺合する左右の脚部26と、この脚部26上に固設した直方体状の移動体本体27とから構成されている。
The moving
ボール螺子24の一端側のベース6上には移動体25を移動させるための駆動モータ28が配設され、駆動モータ28の回転軸28aに固設したプーリ29とボール螺子24の一端部に固設したプーリ30との間に駆動ベルト31が巻回されている。駆動モータ28が一方向に回転することにより、ボール螺子24が一方向に回転し、それにより移動体25が一方向に一定速度で移動する。また、駆動モータ28が逆方向に回転することにより、ボール螺子24が逆方向に回転し、それにより移動体25が逆方向(他方向)に一定速度で移動するようになっている。
A
移動体本体27の上面27aには、摩擦試験に使用される摩擦試験面32(図では球体xを配置した試験面)を有する摩擦用板33が、両面テープなどにより着脱自在に設けられている。
On the
前側のガイドロッド23の左右2か所に、摩擦試験面32を設けた移動体25の往復移動を検知するセンサー34A,34Bが設けられている。センサー34A,34Bが検知するための検知片35が移動体本体27から突設され、その検知片35がセンサー34A,34Bの横まで来ると、それをセンサー34A,34Bが検知して検知信号を不図示の制御装置に出力するようになっている。
Sensors 34 </ b> A and 34 </ b> B that detect the reciprocating movement of the moving
図1の右方向に移動する移動体25の検知片35が右側のセンサー34Bに検知され、センサー34Bから検知信号が制御装置に入力されると、駆動モータ28の回転方向を逆にして移動体25の移動方向を左方向に反転し、摩擦試験面32の移動方向を反転可能にしている。また、図1の左方向に移動する移動体25の検知片35が左側のセンサー34Aに検知され、センサー34Aから検知信号が制御装置に入力されると、即ち移動体25が往復移動すると、駆動モータ28の回転を停止し、移動体25の移動を停止するようになっている。
When the
ロック手段4は、図2,3に示すように、支持手段1の回転軸9の後端部に固設したラチェットギア36と、支持体8の前面に回転自在に配設され、ラチェットギア36に係合するクラッチ(爪)37を有している。クラッチ37がラチェットギア36に係合することで、支持手段1の回転軸9は図3の矢印で示す一方向への回転が許容されているが、その逆方向への回転は阻止されるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the locking means 4 is a
試料装着部10の左側及び前方には、支持手段1が支持した試験中のゴム試料Sの画像を読み取り可能なイメージセンサー38がそれぞれ設置され、イメージセンサー38に読み込んだ画像を用いてゴム試料Sの変形挙動を観察できるようにしている。イメージセンサー38としては、ビデオカメラやX線イメージセンサーなどを使用することができる。特にX線イメージセンサーは、突起物上を移動させた際にその突起物がゴム試料S内に食い込んだ、外部から見えない内部状態を画像として得ることができるので好ましく用いることができる。
An
上述した摩擦試験機により摩擦試験を行うには、先ず、回転軸9の先端部に設けた試料装着部10にゴム試料Sを装着し、ゴム試料Sを摩擦試験面32上に負荷手段2により一定荷重で押しつけた状態にする。この状態で摩擦試験機を作動させる。
In order to perform a friction test using the above-described friction tester, first, the rubber sample S is mounted on the
駆動モータ28が駆動し、ボール螺子24の回転により移動体25が一方向(図1の右方向)に一定速度で移動する。それにより摩擦試験面32に押しつけられたゴム試料Sが転がりながら摩擦試験面32の一端(右端)側から他端(左端)側まで押し当てられる。その際にゴム試料Sを取り付けた支持手段1を支持する板バネ15の歪みが歪みゲージ16で検出される。歪みゲージ16で検出された歪み信号が不図示の制御装置に入力され、そこでインプットされているプログラムに従って摩擦力(転がり摩擦)が算出される。
The driving
右側のセンサー34Bが検知片35を検知すると、センサー34Bから検知信号が制御装置に入力される。制御装置は、駆動モータ28の回転方向を逆方向に切り替え、移動体25の移動方向を反転する。これにより移動体25が逆方向(図1の左方向)に一定速度で移動する。
When the
摩擦試験面32に押しつけられたゴム試料Sは、ロック手段4により回転軸9の回転が阻止されているので、回転せずに摩擦試験面32の他端側から一端側まで滑りながら押し当てられる。板バネ15の歪みが歪みゲージ16で検出され、検出された歪み信号が制御装置に入力され、そこで同様に摩擦力(滑り摩擦)が算出される。
The rubber sample S pressed against the
左方向に移動する移動体25の検知片35が左側のセンサー34Aに検知されると、センサー34Aから検知信号を受けた制御装置が駆動モータ28の回転を停止し、試験が終了する。摩擦試験機の作動開始から試験終了までの間、イメージセンサー38が作動し、ゴム試料Sが変形する挙動を画像として取り込む。
When the
上述した本発明では、支持手段1に円板状のゴム試料Sを回転自在に支持するだけで、モータなどによりゴム試料Sを回転駆動しない構成とするので、大型化及び高コストの原因となるゴム試料Sの駆動モータを省いて、摩擦試験機を小型化し、コストを抑えることができる一方、上記ロック手段4により摩擦試験面32が一方向に移動する時にゴム試料Sの回転を許容し、逆方向に移動する時に回転を阻止するので、ゴム試料Sの回転時に転がり摩擦を、ゴム試料Sの回転阻止時に滑り摩擦を測定することができる。従って、転がり摩擦と滑り摩擦を小型でコストを抑えた試験機で容易に測定することができる。
In the present invention described above, since the rubber sample S is merely rotatably supported on the support means 1 and the rubber sample S is not rotationally driven by a motor or the like, it causes an increase in size and cost. By omitting the drive motor for the rubber sample S, the friction tester can be miniaturized and the cost can be reduced. On the other hand, the rotation of the rubber sample S is allowed when the
また、ゴム試料Sが接触する移動手段3の摩擦試験面32を直線状に往復移動可能にしたので、ゴム試料Sが摩擦試験面32に接触した状態をタイヤが平坦状の路面に接地した状態と同じような状態にすることができる。従って、摩擦試験の際のゴム試料Sの挙動をタイヤの実際の接地挙動に近づけることが可能になる。更に、ゴム試料Sは位置が変わらないので、ゴム試料Sの変形挙動をイメージセンサー38により容易に取り込み、観察することができる。
Further, since the
本発明において、上記測定手段5は、上述した構成に代えて、ロードセルを用いた構成にしてもよい。また、負荷手段2は線状延在物19に錘20を連結して、一定荷重をゴム試料Sに加えるようにしたが、錘20を線状延在物19に着脱自在に連結し、錘20を交換することで、異なる荷重を負荷できるようにしてもよい。また、移動手段3は、移動体25を一定速度で移動するようにしたが、可変速度で移動できるようにしてもよい。また、ロック手段4は、上述した構成に代えて、クラッチ37が回転軸9側に係脱することで、ゴム試料の回転許容と回転阻止を行えるような構成にしてもよい。更に、上述した摩擦試験機は、滑り摩擦の試験を行った後、転がり摩擦の試験を行うように構成してもよく、本発明は上述した実施形態の摩擦試験機の構成に限定されないことは言うまでもない。
In the present invention, the measuring means 5 may be configured using a load cell instead of the above-described configuration. The load means 2 connects the
1 支持手段
2 負荷手段
3 移動手段
4 ロック手段
5 測定手段
7 支持部材
7b 横設部(回動体)
8 支持体
9 回転軸
10 試料装着部
14 歯車
15 板バネ
16 歪みゲージ
17 固定軸
19 線状延在体
20 錘
25 移動体
27 移動体本体
27a 上面
34A,34B センサー
37 クラッチ
38 イメージセンサー
S ゴム試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support means 2 Load means 3 Moving means 4 Locking means 5 Measuring means 7
DESCRIPTION OF
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006120429A JP2007292587A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Friction testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006120429A JP2007292587A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Friction testing machine |
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ID=38763338
Family Applications (1)
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JP2006120429A Pending JP2007292587A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Friction testing machine |
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- 2006-04-25 JP JP2006120429A patent/JP2007292587A/en active Pending
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