JP2015004633A - Coarseness evaluation method for surface of ice - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of easily and highly accurately evaluation coarseness of ice.SOLUTION: In the coarseness evaluation method for a surface of ice, a relation between standard ice surface coarseness and a friction coefficient μ is required between a standard rubber and standard ice at a fixed temperature T°C. The evaluation method includes the steps of: preparing test ice to evaluate surface coarseness; measuring the friction coefficient μ between the standard rubber and the test ice at the temperature T°C; and determining surface coarseness of the test ice. In the step of determining the surface coarseness of the test ice, the surface coarseness of the test ice is determined from the relation between the surface coarseness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice on the basis of the friction coefficient μ of the test ice.

Description

本発明は、氷表面の粗さを評価する方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating the roughness of an ice surface.

タイヤの性能評価の一つとして、氷上でのタイヤのグリップ性能が評価されている。氷上でのタイヤのグリップ性能を評価する際に、氷表面の粗さは摩擦力に影響を与える重要なパラメータである。このため、タイヤのグリップ性能を評価する際に、氷表面の粗さを把握する必要がある。   As one of tire performance evaluations, tire grip performance on ice is evaluated. When evaluating the grip performance of a tire on ice, the roughness of the ice surface is an important parameter that affects the frictional force. For this reason, when evaluating the grip performance of the tire, it is necessary to grasp the roughness of the ice surface.

この氷表面の粗さを評価する方法として、例えば、接触式粗さ計が用いられる。接触式粗さ計では、触針の先端が氷表面をなぞることにより、氷表面の粗さが評価される。その先端径が大きい触針では、細かい凹凸形状をなぞることができない。先端径が大きい触針では、測定精度に劣る。また、その先端径が小さい触針を用いても、その押圧力や摩擦熱で氷表面が破壊されてしまう。先端径が小さい触針でも、氷表面の粗さを精度良く評価することは困難である。   As a method for evaluating the roughness of the ice surface, for example, a contact-type roughness meter is used. In the contact-type roughness meter, the roughness of the ice surface is evaluated by the tip of the stylus tracing the ice surface. A stylus with a large tip diameter cannot trace a fine uneven shape. A stylus with a large tip diameter is inferior in measurement accuracy. Even if a stylus with a small tip diameter is used, the ice surface is destroyed by the pressing force and frictional heat. Even with a stylus having a small tip diameter, it is difficult to accurately evaluate the roughness of the ice surface.

特開2005−147752公報には、氷の表面に液体を拡散させて、粗さを評価する方法が提案されている。この方法では、液体の拡散面積から氷の粗さが評価されている。また、実開平6−47810公報には、レザー光を氷表面に反射させて、粗さを評価する方法が提案されている。この方法では、反射光の量が解析されて氷の粗さが評価されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-147752 proposes a method for evaluating roughness by diffusing a liquid on the surface of ice. In this method, the roughness of ice is evaluated from the liquid diffusion area. Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-47810 proposes a method of evaluating roughness by reflecting leather light on the ice surface. In this method, the amount of reflected light is analyzed to evaluate the roughness of ice.

特開2005−147752公報JP 2005-147752 A 実開平6−47810公報Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-47810

液体の拡散面積から粗さが評価される方法では、氷の表面に亀裂があると評価が困難である。また、傾斜した表面では、傾斜方向に液体が流れ易く、正確な評価が困難である。また、レザー光の反射光から粗さが評価される方法では、氷の透明度により反射光の量が変化する。また、氷内部からの反射光が検出されることもある。反射光による粗さの評価では、氷の状態により反射光の量が変化する。反射光による粗さの評価では、高精度の評価が困難である。   In the method in which the roughness is evaluated from the diffusion area of the liquid, it is difficult to evaluate if there is a crack on the ice surface. In addition, on the inclined surface, the liquid easily flows in the inclined direction, and accurate evaluation is difficult. In the method in which the roughness is evaluated from the reflected light of the leather light, the amount of the reflected light varies depending on the transparency of the ice. In addition, reflected light from the inside of the ice may be detected. In the evaluation of roughness by reflected light, the amount of reflected light varies depending on the ice condition. In the evaluation of roughness by reflected light, it is difficult to evaluate with high accuracy.

本発明の目的は、簡易にかつ高精度に氷の粗さを評価しうる方法の提供にある。   An object of the present invention is to provide a method capable of easily and accurately evaluating the roughness of ice.

本発明に係る氷表面の粗さ評価方法は、一定の温度T℃において標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係が求められている。
この評価方法は、
表面粗さが評価される試験氷を準備するステップと、
上記温度T℃において標準ゴムと試験氷との摩擦係数μが測定されるステップと、
試験氷の表面粗さが決定されるステップと
を備えている。
この試験氷の表面粗さが決定されるステップでは、試験氷の摩擦係数μに基づいて、標準ゴムと標準氷との間の標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係から、試験氷の表面粗さが決定されている。
In the ice surface roughness evaluation method according to the present invention, the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice at a constant temperature T ° C. is required.
This evaluation method is
Preparing test ice to be evaluated for surface roughness;
Measuring the friction coefficient μ between the standard rubber and the test ice at the temperature T ° C .;
Determining the surface roughness of the test ice.
In this step of determining the surface roughness of the test ice, based on the friction coefficient μ of the test ice, the relationship between the surface roughness of the standard ice between the standard rubber and the standard ice and the friction coefficient μ is used. The surface roughness has been determined.

好ましくは、上記標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係は、十点平均粗さ(Rz)で20μm以上300μm以下の範囲で求められている。   Preferably, the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice is determined in the range of 20 μm to 300 μm in terms of 10-point average roughness (Rz).

好ましくは、上記標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係は、算術平均粗さ(Ra)で3μm以上50μm以下の範囲で求められている。   Preferably, the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice is determined in the range of 3 μm or more and 50 μm or less in terms of arithmetic average roughness (Ra).

好ましくは、上記温度T℃は、−10℃以上−1℃以下の範囲の一定温度である。   Preferably, the temperature T ° C. is a constant temperature in the range of −10 ° C. to −1 ° C.

本発明に係る氷表面の粗さ評価方法では、ゴムと氷との摩擦力との観点から、氷の表面粗さが高精度に評価されている。この高精度の表面粗さの評価結果が、容易に得られる。   In the ice surface roughness evaluation method according to the present invention, the ice surface roughness is evaluated with high accuracy from the viewpoint of the frictional force between rubber and ice. This highly accurate evaluation result of the surface roughness can be easily obtained.

図1は、本発明の一実施形態に係る氷表面の粗さ評価方法が示されたフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an ice surface roughness evaluation method according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の評価方法に用いる、標準氷の表面の粗さと摩擦係数μとの関係を求める方法が示されたフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a method for determining the relationship between the surface roughness of standard ice and the friction coefficient μ used in the evaluation method of FIG. 図3(a)は、図2の標準氷とその容器とが示された説明図であり、図3(b)は、その標準氷が示された説明図である。FIG. 3A is an explanatory view showing the standard ice of FIG. 2 and its container, and FIG. 3B is an explanatory view showing the standard ice. 図4は、図2の方法における、標準氷の摩擦係数μの測定方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for measuring the friction coefficient μ of standard ice in the method of FIG. 図5は、図2の方法で求められた、標準氷の表面の粗さRzと摩擦係数μとの関係が示されたグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the surface roughness Rz of the standard ice surface and the friction coefficient μ determined by the method of FIG. 図6は、実施例に係る標準氷の表面の粗さRzと摩擦係数μとの関係が示されたグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the surface roughness Rz and the friction coefficient μ of the standard ice according to the example.

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.

図1に示される様に、この氷表面の粗さ評価方法は、試験氷が準備されるステップと、摩擦係数μが測定されるステップと、表面粗さが決定されるステップとを備えている。   As shown in FIG. 1, this ice surface roughness evaluation method includes the steps of preparing test ice, measuring the friction coefficient μ, and determining the surface roughness. .

試験氷が準備されるステップでは、その表面の粗さが評価される試験氷が準備される。摩擦係数μが測定されるステップでは、この試験氷の摩擦係数μが測定される。表面粗さが決定されるステップでは、測定された摩擦係数μから試験氷の表面粗さが決定される。この摩擦係数μから試験氷の表面粗さを決定する際に、後述する標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係に基づいて、試験氷の表面粗さが決定されている。   In the step of preparing test ice, test ice whose surface roughness is evaluated is prepared. In the step of measuring the friction coefficient μ, the friction coefficient μ of the test ice is measured. In the step of determining the surface roughness, the surface roughness of the test ice is determined from the measured friction coefficient μ. When determining the surface roughness of the test ice from the friction coefficient μ, the surface roughness of the test ice is determined based on the relationship between the surface roughness of standard ice described later and the friction coefficient μ.

図2のフローチャートには、前述の標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を求める方法が示されている。この方法は、標準氷が準備されるステップと、摩擦係数μが測定されるステップと、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を決定するステップとをを備えている。この方法で求められた、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係から、図1の試験氷の表面の粗さが決定されている。   The flowchart of FIG. 2 shows a method for obtaining the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ. This method comprises the steps of preparing standard ice, measuring the friction coefficient μ, and determining the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ. The surface roughness of the test ice in FIG. 1 is determined from the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ determined by this method.

この図2が参照されつつ、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を求める方法が説明される。   With reference to FIG. 2, a method for determining the relationship between the surface roughness of standard ice and the friction coefficient μ will be described.

この標準氷が準備されるステップでは、その表面粗さが特定された標準氷が準備される。   In the step of preparing the standard ice, standard ice whose surface roughness is specified is prepared.

図3(a)及び図3(b)が参照されつつ、この標準氷を準備する方法が説明される。図3(a)の容器2が準備される。この容器2は、略平面からなる底面4を備えている。この容器2は、例えば金属からなる。この底面4が、ショットブラスト処理されている。このショットブラスト処理により、底面4の粗さが調整される。この処理により、例えば、この底面4が十点平均粗さ(Rz)で10μmの粗さに調整される。   A method of preparing this standard ice will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). A container 2 shown in FIG. 3A is prepared. The container 2 includes a bottom surface 4 having a substantially flat surface. The container 2 is made of metal, for example. This bottom surface 4 is shot blasted. By this shot blasting process, the roughness of the bottom surface 4 is adjusted. By this processing, for example, the bottom surface 4 is adjusted to a 10 μm roughness with a 10-point average roughness (Rz).

図3(a)に示される様に、この容器2を用いて、氷6が造られる。この氷6の表面8には、容器2の底面4の形状が転写されている。図3(b)に示される様に、この氷6が容器2から取り出される。この様にして、表面8に十点平均粗さ(Rz)で10μmの粗さの形状が転写された氷6が造られる。この氷6は、その表面8が10μmに調整された氷である。同様にして、十点平均粗さ(Rz)で、例えばその表面が20μm、30μm、50μm及び100μmに調整された氷が造られる。この発明では、このように、その表面が特定の粗さに調整された氷を標準氷と称する。氷6と、表面が20μm、30μm、50μm及び100μmに調整された氷とは、いずれも標準氷である。   As shown in FIG. 3A, ice 6 is made using the container 2. The shape of the bottom surface 4 of the container 2 is transferred to the surface 8 of the ice 6. As shown in FIG. 3B, the ice 6 is taken out from the container 2. In this way, the ice 6 is produced in which the surface 8 is transferred with a 10-point average roughness (Rz) of 10 μm roughness. The ice 6 is ice whose surface 8 is adjusted to 10 μm. Similarly, ice whose surface is adjusted to 10 μm average roughness (Rz), for example, 20 μm, 30 μm, 50 μm and 100 μm, is produced. In the present invention, ice whose surface is adjusted to a specific roughness in this way is referred to as standard ice. The ice 6 and the ice whose surface is adjusted to 20 μm, 30 μm, 50 μm, and 100 μm are all standard ice.

摩擦係数μが測定されるステップでは、標準氷の表面の摩擦係数μが測定される。この摩擦係数μの測定は、一定の温度T℃の恒温室でされる。この温度T℃は、例えば−10℃から−1℃までの範囲で設定される、一定の温度である。この測定には、摩擦係数測定装置が用いられる。   In the step in which the friction coefficient μ is measured, the friction coefficient μ of the standard ice surface is measured. The coefficient of friction μ is measured in a constant temperature room at a constant temperature T ° C. This temperature T ° C. is a constant temperature set in a range from −10 ° C. to −1 ° C., for example. A friction coefficient measuring device is used for this measurement.

図4は、摩擦係数μの測定の様子が示されている。このステップでは、標準ゴム10が準備される。この標準ゴム10は、氷表面を滑らせて摩擦係数μを測定するためのゴム片である。この標準ゴム10は、例えば、タイヤのトレッド面を構成する架橋ゴムからなる。   FIG. 4 shows how the friction coefficient μ is measured. In this step, a standard rubber 10 is prepared. The standard rubber 10 is a rubber piece for sliding the ice surface to measure the friction coefficient μ. The standard rubber 10 is made of, for example, a crosslinked rubber that constitutes a tread surface of a tire.

標準ゴム10が荷重Wで、氷6の表面8に押しつけられる。この標準ゴム10が、一定の速度Vで表面8を滑る。この滑る標準ゴム10の摩擦力Fが測定される。この摩擦力Fが荷重Wで除されて、摩擦係数μが算出される。この様にして、氷6の表面8の摩擦係数μが測定される。   The standard rubber 10 is pressed against the surface 8 of the ice 6 with a load W. This standard rubber 10 slides on the surface 8 at a constant speed V. The frictional force F of the sliding standard rubber 10 is measured. This frictional force F is divided by the load W to calculate the friction coefficient μ. In this way, the friction coefficient μ of the surface 8 of the ice 6 is measured.

氷6と同様にして、20μm、30μm、50μm及び100μmに調整された標準氷でも、その表面の摩擦係数μが測定される。この様にして、その表面が10μm、20μm、30μm、50μm及び100μmにそれぞれ調整された標準氷において、摩擦係数μが測定される。   Similarly to the ice 6, even with standard ice adjusted to 20 μm, 30 μm, 50 μm and 100 μm, the friction coefficient μ of the surface is measured. In this way, the coefficient of friction μ is measured on standard ice whose surfaces are adjusted to 10 μm, 20 μm, 30 μm, 50 μm and 100 μm, respectively.

標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を決定するステップでは、特定された摩擦係数μに対応して、表面の粗さが特定される関係が決定されている。   In the step of determining the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ, the relationship for specifying the surface roughness is determined in accordance with the specified friction coefficient μ.

図5は、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を決定する一例が示されている。図5の横軸は、標準氷の表面の粗さが十点平均粗さ(Rz)で示されている。縦軸は、標準ゴムと標準氷と間の摩擦係数μが示されている。図5には、温度T℃における、標準氷の表面粗さ(Rz)と摩擦係数μとの関係式が二次近似式で示されている。この例では、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係を決定することは、一定の温度における、二次近似式などの関係式を求めることを意味する。この関係式は、二次近似式に限られない。この関係式は、例えば、三次近似式でもよく、更に高次の近似式でも良い。   FIG. 5 shows an example of determining the relationship between the surface roughness of standard ice and the friction coefficient μ. The horizontal axis of FIG. 5 indicates the surface roughness of standard ice as a ten-point average roughness (Rz). The vertical axis represents the coefficient of friction μ between standard rubber and standard ice. In FIG. 5, the relational expression between the surface roughness (Rz) of the standard ice and the friction coefficient μ at the temperature T ° C. is shown as a second order approximation. In this example, determining the relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ means obtaining a relational expression such as a quadratic approximate expression at a constant temperature. This relational expression is not limited to the quadratic approximate expression. This relational expression may be, for example, a cubic approximation expression or a higher order approximation expression.

図5に示された二次近似式を例に用いて、図1の氷表面の粗さ評価方法が説明される。   The ice surface roughness evaluation method of FIG. 1 will be described using the quadratic approximation shown in FIG. 5 as an example.

試験氷が準備されるステップでは、この評価方法で、表面の粗さが評価される氷が準備される。   In the step of preparing the test ice, ice for which the roughness of the surface is evaluated is prepared by this evaluation method.

摩擦係数μが測定されるステップでは、一定の温度T℃の恒温室で、摩擦係数μが測定される。図4に示された様に、標準氷と同様にして、試験氷の表面を標準ゴムが滑る。このときの摩擦係数μが測定される。   In the step of measuring the friction coefficient μ, the friction coefficient μ is measured in a constant temperature room at a constant temperature T ° C. As shown in FIG. 4, the standard rubber slides on the surface of the test ice in the same manner as the standard ice. The friction coefficient μ at this time is measured.

表面粗さが決定されるステップでは、この試験氷で求められた摩擦係数μから、図5の二次近似式に基づいて、対応する十点平均粗さ(Rz)が決定される。この十点平均粗さ(Rz)が、この試験氷の表面の粗さに決定される。   In the step of determining the surface roughness, the corresponding ten-point average roughness (Rz) is determined based on the quadratic approximate expression of FIG. The ten-point average roughness (Rz) is determined by the surface roughness of the test ice.

図5に示す二次近似式では、粗さ(Rz)が小さい範囲では、摩擦係数μの変化量に対する粗さ(Rz)の変化量が小さい。粗さ(Rz)の評価精度が低下する。この観点から、十点平均粗さ(Rz)の範囲は、好ましくは、粗さ(Rz)が20μm以上である。一方で、摩擦係数μが大きい範囲では、摩擦係数μの変化量の変化に対する粗さ(Rz)の変化量が大きい。この摩擦係数μが大きくなりすぎると、粗さ(Rz)の評価精度が低下する。この観点から、十点平均粗さ(Rz)の範囲は、好ましくは、300μm以下である。   In the quadratic approximate expression shown in FIG. 5, the amount of change in roughness (Rz) with respect to the amount of change in friction coefficient μ is small in the range where the roughness (Rz) is small. The evaluation accuracy of roughness (Rz) decreases. From this viewpoint, the ten-point average roughness (Rz) is preferably such that the roughness (Rz) is 20 μm or more. On the other hand, in the range where the friction coefficient μ is large, the amount of change in roughness (Rz) with respect to the change in the amount of change in the friction coefficient μ is large. If this friction coefficient μ becomes too large, the evaluation accuracy of the roughness (Rz) decreases. From this viewpoint, the range of the ten-point average roughness (Rz) is preferably 300 μm or less.

氷の表面とゴムとの摩擦力は、温度により変化する。この方法では、一定の温度T℃において評価することで、摩擦力の変化が抑制されている。一定の温度T℃において評価されることで、氷表面の粗さが高精度に評価されている。   The frictional force between the ice surface and rubber varies with temperature. In this method, the change in frictional force is suppressed by evaluating at a constant temperature T ° C. By evaluating at a constant temperature T ° C., the roughness of the ice surface is evaluated with high accuracy.

氷の表面の摩擦力を測定する観点から、この一定の温度T℃は、−1℃以下であることが好ましい。この方法によれば、この温度T℃が例えば−40℃以上や−30℃以上で設定されても、氷表面の粗さが評価されうる。この温度T℃が−10℃以上で設定されることで、特別な耐寒仕様の装置を用いることなく、容易に氷の表面粗さが評価されうる。   From the viewpoint of measuring the frictional force on the ice surface, this constant temperature T ° C is preferably -1 ° C or lower. According to this method, the roughness of the ice surface can be evaluated even if the temperature T ° C. is set at, for example, −40 ° C. or higher or −30 ° C. or higher. By setting the temperature T ° C. to −10 ° C. or higher, the surface roughness of ice can be easily evaluated without using a special cold-resistant apparatus.

更に、所定の温度範囲で、例えば−10℃から−1℃までの範囲で、1℃毎の一定温度において、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係式が、予め求められていても良い。これにより、この所定の温度範囲内で、1℃毎のいずれかの任意の温度で、試験氷の摩擦係数μを測定すれば、その試験氷の表面粗さを評価しうる。   Further, even if a relational expression between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ is obtained in advance within a predetermined temperature range, for example, at a constant temperature of 1 ° C. within a range from −10 ° C. to −1 ° C. good. Thus, if the friction coefficient μ of the test ice is measured at any temperature of 1 ° C. within the predetermined temperature range, the surface roughness of the test ice can be evaluated.

この説明では、十点平均粗さ(Rz)を例に説明がされたが、算術平均粗さ(Ra)を用いても、氷の表面粗さが評価されうる。算術平均粗さ(Ra)で評価される場合には、この粗さ(Ra)の範囲は、好ましくは3μm以上である。この粗さ(Ra)の範囲は、好ましくは50μm以下である。   In this description, the ten-point average roughness (Rz) has been described as an example, but the surface roughness of ice can also be evaluated using the arithmetic average roughness (Ra). When evaluated by arithmetic average roughness (Ra), the range of the roughness (Ra) is preferably 3 μm or more. The range of the roughness (Ra) is preferably 50 μm or less.

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。   Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples. However, the present invention should not be construed in a limited manner based on the description of the examples.

[テスト1]
図2に示された方法で、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係が求められた。SUS304製の6種類の容器が用意された。容器の底の粗さが十点平均粗さ(Rz)で、それぞれ21μm、48μm、103μm、148μm、202μm及び270μmに、ショットブラスト処理されていた。これらの容器で、それぞれ表面粗さにされた標準氷が造られた。
[Test 1]
The relationship between the surface roughness of standard ice and the friction coefficient μ was determined by the method shown in FIG. Six types of containers made of SUS304 were prepared. The bottom of the container had a 10-point average roughness (Rz) and was shot blasted to 21 μm, 48 μm, 103 μm, 148 μm, 202 μm and 270 μm, respectively. In each of these containers, standard ice with a surface roughness was made.

この6種類の標準氷について、−5℃下で摩擦係数μが測定された。摩擦係数測定装置として、日邦産業製「D.F.テスター(ダイナミック・フリクション・テスター)」を用いて、摩擦係数μが測定された。その結果が表1に示されている。   With respect to these six types of standard ice, the friction coefficient μ was measured at −5 ° C. The friction coefficient μ was measured using a “DF tester (dynamic friction tester)” manufactured by Nippon Sangyo Co., Ltd. as a friction coefficient measuring apparatus. The results are shown in Table 1.

Figure 2015004633
Figure 2015004633

これらの標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係式が二次近似式で求められた。その結果が図6に示されている。   The relational expression between the surface roughness of these standard ices and the friction coefficient μ was obtained by a second order approximation. The result is shown in FIG.

図1に示された氷表面の粗さ評価方法で、氷表面の粗さが評価された。   The ice surface roughness was evaluated by the ice surface roughness evaluation method shown in FIG.

[試験氷1]
氷が準備されるステップでは、−5℃下で試験氷が造られた。この試験氷の表面が番手100番の紙やすり(ナニワ研磨工業製)で研磨された。
[Test ice 1]
In the step where the ice was prepared, test ice was made at −5 ° C. The surface of the test ice was polished with a sandpaper of No. 100 (manufactured by Naniwa Abrasive Industry).

摩擦係数μが測定されるステップでは、−5℃の温度下で、図3に示されるようにして、試験氷1の摩擦係数μが測定された。   In the step of measuring the friction coefficient μ, the friction coefficient μ of the test ice 1 was measured at a temperature of −5 ° C. as shown in FIG.

表面粗さが決定されるステップでは、図6の二次近似式に基づいて、試験氷1の摩擦係数μから対応する粗さが求められた。その結果が表2に示されている。   In the step of determining the surface roughness, the corresponding roughness was obtained from the friction coefficient μ of the test ice 1 based on the quadratic approximation formula of FIG. The results are shown in Table 2.

[試験氷2]
研磨に使用した紙やすりが、番手400番に変えられた他は、試験氷1と同様にして、試験氷2が得られた。試験氷2について、試験氷1と同様にして、図6の二次近似式に基づいて、表面の粗さが求められた。その結果が表2に示されている。
[Test ice 2]
Test ice 2 was obtained in the same manner as test ice 1 except that the sandpaper used for polishing was changed to count 400. For the test ice 2, the surface roughness was obtained in the same manner as the test ice 1 based on the quadratic approximation formula of FIG. 6. The results are shown in Table 2.

[試験氷3]
研磨に使用した紙やすりが、番手1200番に変えられた他は、試験氷1と同様にして、試験氷3が得られた。試験氷3について、試験氷1と同様にして、図6の二次近似式に基づいて、表面の粗さが求められた。その結果が表2に示されている。
[Test ice 3]
Test ice 3 was obtained in the same manner as test ice 1 except that the sandpaper used for polishing was changed to count 1200. For the test ice 3, the surface roughness was determined in the same manner as the test ice 1 based on the quadratic approximation formula of FIG. The results are shown in Table 2.

[比較テスト1]
テスト1と同様に、試験氷1−3が準備された。この試験氷1−3について、レーザー顕微鏡(オリンパス製「OLS4000」)を用いて、表面の粗さが測定された。その結果が表2に示されている。
[Comparison test 1]
Similar to test 1, test ice 1-3 was prepared. About this test ice 1-3, the roughness of the surface was measured using the laser microscope (OLYMPUS "OLS4000"). The results are shown in Table 2.

[比較テスト2]
テスト1と同様に、試験氷1−3が準備された。この試験氷1−3について、接触式粗さ計(ミツトヨ製「SJ−310」)を用いて、表面の粗さが測定された。その結果が表2に示されている。
[Comparison test 2]
Similar to test 1, test ice 1-3 was prepared. About this test ice 1-3, the roughness of the surface was measured using the contact-type roughness meter ("SJ-310" made by Mitutoyo). The results are shown in Table 2.

Figure 2015004633
Figure 2015004633

表2に示されるように、比較テスト1では、粗さの小さい試験氷の粗さが測定できなかった。また、比較テスト2では、接触式の触針の先端により、氷表面が破壊されて、粗さが正確に測定できなかった。このテスト1の評価方法では、比較テスト1及び2の評価方法に比べて、粗さが高精度に評価できる。この結果から、本発明の優位性は明らかである。   As shown in Table 2, in Comparative Test 1, the roughness of the test ice with a small roughness could not be measured. Moreover, in the comparative test 2, the ice surface was destroyed by the tip of the contact stylus, and the roughness could not be measured accurately. In the evaluation method of Test 1, the roughness can be evaluated with higher accuracy than the evaluation methods of Comparative Tests 1 and 2. From this result, the superiority of the present invention is clear.

以上説明された方法は、ゴムとの摩擦力の関係において、氷表面の粗さを高精度に評価する方法として広く適用されうる。この方法で表面粗さが評価された氷を用いることで、氷上でのゴムのグリップ性能が高精度で評価しうる。   The method described above can be widely applied as a method for evaluating the roughness of the ice surface with high accuracy in relation to the frictional force with rubber. By using ice whose surface roughness is evaluated by this method, the grip performance of rubber on ice can be evaluated with high accuracy.

2・・・容器
4・・・底面
6・・・氷
8・・・表面
10・・・ゴム
2 ... Container 4 ... Bottom 6 ... Ice 8 ... Surface 10 ... Rubber

Claims (4)

一定の温度T℃において標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係が求められており、
表面粗さが評価される試験氷を準備するステップと、
上記温度T℃において標準ゴムと試験氷との摩擦係数μが測定されるステップと、
試験氷の表面粗さが決定されるステップと
を備えており、
試験氷の表面粗さが決定されるステップでは、試験氷の摩擦係数μに基づいて、標準ゴムと標準氷との間の標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係から、試験氷の表面粗さが決定されている氷表面の粗さ評価方法。
The relationship between the standard ice surface roughness and the friction coefficient μ between the standard rubber and standard ice at a constant temperature T ° C. is required.
Preparing test ice to be evaluated for surface roughness;
Measuring the friction coefficient μ between the standard rubber and the test ice at the temperature T ° C .;
The surface roughness of the test ice is determined,
In the step of determining the surface roughness of the test ice, the surface of the test ice is determined from the relationship between the surface roughness of the standard ice between the standard rubber and the standard ice and the friction coefficient μ based on the friction coefficient μ of the test ice. A method for evaluating the roughness of an ice surface whose roughness has been determined.
上記標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係が、十点平均粗さ(Rz)で20μm以上300μm以下の範囲で求められている請求項1に記載の粗さ評価方法。   The relationship between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice is determined in a range of 20 μm to 300 μm in terms of a ten-point average roughness (Rz). Roughness evaluation method. 上記標準ゴムと標準氷との間の、標準氷の表面粗さと摩擦係数μとの関係が、算術平均粗さ(Ra)で3μm以上50μm以下の範囲で求められている請求項1に記載の粗さ評価方法。   The relation between the surface roughness of the standard ice and the friction coefficient μ between the standard rubber and the standard ice is determined in the range of 3 μm to 50 μm in terms of arithmetic average roughness (Ra). Roughness evaluation method. 上記温度T℃が−10℃以上−1℃以下の範囲の一定温度である請求項1から3のいずれかに記載の粗さ評価方法。   The roughness evaluation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature T ° C is a constant temperature in a range of -10 ° C to -1 ° C.
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