JP2016070880A - Temperature measurement method for rubber for tire - Google Patents

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森 健次
Kenji Mori
健次 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature measurement method for measuring the temperature of a rubber in a part where a frictional force actually acts.SOLUTION: A temperature measurement method for a rubber 12 includes a process (1) for allowing the rubber 12 and a measurement plate 4 transmitting an electromagnetic wave 22 radiated from the rubber 12 to come into contact with each other, a process (2) for sliding the rubber 12 against the measurement plate 4, and a process (3) for measuring the intensity of the electromagnetic wave 22 transmitted through the measurement plate 4 by a temperature measuring device 6, to measure the temperature of the rubber 12. Preferably, the measurement plate 4 is formed so that a wavelength band where transmissivity with respect to the measurement plate 4 is 70% or more exists in the electromagnetic wave 22 from the rubber 12.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タイヤに使用するゴムの温度測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring the temperature of rubber used in a tire.

タイヤを構成するゴムの摩擦特性は、操縦安定性や制動力に影響を与える。このゴムの摩擦特性は、タイヤの寿命や転がり抵抗に影響を与える。このゴムの摩擦特性を精度良く測定することは重要である。   The frictional characteristics of the rubber that constitutes the tire affect steering stability and braking force. The frictional properties of this rubber affect the tire life and rolling resistance. It is important to accurately measure the friction characteristics of this rubber.

タイヤ用のゴムの摩擦特性の計測には、ダイナミックフリクションテスターが多く用いられている。このテスターは、回転板と本体とを有している。回転板に計測対象となるゴムがセットされる。このゴムは路面等の測定面に接触させられる。本体は、所望の荷重をゴムに負荷し、回転板を回転させる。本体は、このときのゴムと測定面とのすべり抵抗を計測する。ダイナミックフリクションテスターを用いれば、所望の荷重が負荷された状態で、所望の速度で測定面上を滑るゴムの抵抗が測定できる。   Dynamic friction testers are often used to measure the friction characteristics of rubber for tires. This tester has a rotating plate and a main body. Rubber to be measured is set on the rotating plate. This rubber is brought into contact with a measurement surface such as a road surface. The main body applies a desired load to the rubber and rotates the rotating plate. The main body measures the sliding resistance between the rubber and the measurement surface at this time. If a dynamic friction tester is used, the resistance of rubber sliding on the measurement surface at a desired speed can be measured in a state where a desired load is applied.

タイヤと路面との間に摩擦力が働くと、タイヤは発熱する。タイヤの温度は上昇する。温度はタイヤの摩擦特性に大きな影響を与える。摩擦特性の計測には、その時のゴムの温度も合わせて知ることが重要となる。ダイナミックフリクションテスターでは温度計測ができない。このため、別途ゴムの温度を計測する手段が必要である。ゴムの摩擦特性と温度とを同時に測定する試みが、特開2005−233797公報及び特開2007−218746公報に開示されている。   When frictional force acts between the tire and the road surface, the tire generates heat. The tire temperature rises. Temperature has a great influence on the friction characteristics of the tire. To measure the friction characteristics, it is important to know the temperature of the rubber at that time. Temperature cannot be measured with a dynamic friction tester. For this reason, a means for measuring the temperature of the rubber is necessary. Attempts to simultaneously measure the friction characteristics and temperature of rubber are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-233797 and 2007-218746.

特開2005−233797公報の装置では、被試験体となるゴムを試験台の上で回転させることで摩擦特性を計測するとともに、温度センサにてゴムの温度を測定している。   In the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-233797, the friction characteristic is measured by rotating rubber to be tested on a test table, and the temperature of the rubber is measured by a temperature sensor.

特開2007−218746公報の装置では、試験台となる摩擦部材は、その表面から裏面に貫通する孔(測定窓)を備えている。被試験体となるゴムを、摩擦部材の表面上を滑らせることで摩擦特性が測定される。同時に、裏面から測定窓を通して、非接触センサでゴムの温度が測定される。   In the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-218746, a friction member serving as a test table includes a hole (measurement window) penetrating from the front surface to the back surface. The friction characteristic is measured by sliding the rubber to be tested on the surface of the friction member. At the same time, the temperature of the rubber is measured by the non-contact sensor from the back surface through the measurement window.

特開2005−233797公報JP 2005-233797 A 特開2007−218746公報JP 2007-218746 A

ゴムの摩擦特性と温度との関係を正確に測定するには、実際に摩擦力が働いている部分におけるゴムの温度を測定することが必要である。このためには、ゴムが測定面と接触している部分の温度を測定する必要がある。特開2005−233797公報の測定装置で計測できるのは、測定面と接していない部分のゴムの温度である。特開2007−218746公報の装置で測定できるのは、測定窓に位置している部分のゴムの温度である。これまでの測定方法では、実際に測定面と接触しているゴムの部分の温度を測定することができなかった。   In order to accurately measure the relationship between the friction characteristics of rubber and the temperature, it is necessary to measure the temperature of the rubber in the part where the frictional force actually works. For this purpose, it is necessary to measure the temperature of the portion where the rubber is in contact with the measurement surface. What can be measured by the measuring apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-233797 is the temperature of the rubber that is not in contact with the measurement surface. What can be measured by the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-218746 is the temperature of the rubber located in the measurement window. In the conventional measurement method, the temperature of the rubber portion actually in contact with the measurement surface could not be measured.

本発明の目的は、実際に摩擦力が働いている部分におけるゴムの温度を測定するための、温度測定方法の提供である。   An object of the present invention is to provide a temperature measurement method for measuring the temperature of rubber in a portion where a frictional force actually works.

本発明に係るゴムの温度測定方法は、(1)ゴムと、このゴムから放射される電磁波を透過させる測定板とを接触させる工程、(2)上記測定板に対して上記ゴムを滑らせる工程及び(3)上記測定板を透過してきた上記電磁波の強度を温度測定器で計測することで、上記ゴムの温度を測定する工程を有する。   The method for measuring the temperature of rubber according to the present invention includes (1) a step of contacting rubber and a measurement plate that transmits electromagnetic waves radiated from the rubber, and (2) a step of sliding the rubber against the measurement plate. And (3) It has the process of measuring the temperature of the said rubber | gum by measuring the intensity | strength of the said electromagnetic wave which permeate | transmitted the said measurement board with a temperature measuring device.

好ましくは、上記ゴムからの電磁波の中に、上記測定板に対する透過率が70%以上となる波長帯が存在するように、上記測定板は形成されている。   Preferably, the measurement plate is formed so that a wavelength band having a transmittance of 70% or more in the electromagnetic wave from the rubber is present.

好ましくは、上記測定板に対する透過率が70%以上となる上記電磁波の波長帯は、波長が0.2μmから1.0mmの波長帯の中に含まれている。   Preferably, the wavelength band of the electromagnetic wave having a transmittance of 70% or more with respect to the measurement plate is included in a wavelength band of 0.2 μm to 1.0 mm.

好ましくは、上記測定板に対する透過率が70%以上となる上記電磁波の波長帯は、波長が2μmから4μmの波長帯を含んでいる。   Preferably, the wavelength band of the electromagnetic wave having a transmittance of 70% or more with respect to the measurement plate includes a wavelength band of 2 μm to 4 μm.

好ましくは、上記温度測定器により強度を測定できる電磁波の波長帯は、波長が0.2μmから1.0mmの波長帯に含まれている。   Preferably, the wavelength band of electromagnetic waves whose intensity can be measured by the temperature measuring device is included in the wavelength band of 0.2 μm to 1.0 mm.

好ましくは、上記温度測定器により強度を測定できる電磁波の波長帯は、波長が2μmから4μmの波長帯を含んでいる。   Preferably, the wavelength band of electromagnetic waves whose intensity can be measured by the temperature measuring device includes a wavelength band of 2 μm to 4 μm.

好ましくは、上記測定板の材料は、Al、Ge、Si、CaF、BaF、ZnSe、ZnS、及びカルコゲナイトガラスの少なくとも一つである。 Preferably, the material of the measurement plate is at least one of Al 2 O 3 , Ge, Si, CaF 2 , BaF 2 , ZnSe, ZnS, and chalcogenite glass.

好ましくは、上記測定板の材料はAlである。 Preferably, the material of the measurement plate is Al 2 O 3 .

好ましくは、上記測定板の上面は粗面加工されている。   Preferably, the upper surface of the measurement plate is roughened.

好ましくは、上記(1)及び上記(2)の工程は、ダイナミックフリクションテスターで実施される。   Preferably, the steps (1) and (2) are performed with a dynamic friction tester.

本発明に係るゴムの温度測定装置は、ゴムから放射される電磁波を透過させる測定板であって、その上でこのゴムが接触させられ滑らされる測定板と、上記測定板を透過してきた上記ゴムの電磁波の強度を計測することで、上記ゴムの温度を測定する温度測定器とを備える。   The rubber temperature measurement device according to the present invention is a measurement plate that transmits electromagnetic waves radiated from rubber, and the measurement plate that is brought into contact with the rubber and slid thereon, and the measurement plate that has been transmitted through the measurement plate. A temperature measuring device that measures the temperature of the rubber by measuring the intensity of electromagnetic waves of the rubber is provided.

本発明に係るゴムの測定方法では、ゴムから放射される電磁波を透過させる測定板と、測定板を透過してきた上記ゴムの電磁波の強度を計測してゴムの温度を測定する温度測定器とが用いられる。このゴムは測定板に接触させられ、測定板に対して滑らされる。これと同時に、温度測定器は測定板を透過してきた電磁波の強度を計測して、ゴムの温度を測定する。この方法によれば、測定板と接触している部分におけるゴムの温度が測定できる。この方法によれば、摩擦力が働いている部分におけるゴムの温度を測定することができる。   In the rubber measuring method according to the present invention, there are a measuring plate that transmits electromagnetic waves radiated from rubber, and a temperature measuring device that measures the temperature of the rubber by measuring the intensity of the electromagnetic waves of the rubber that has passed through the measuring plate. Used. This rubber is brought into contact with the measuring plate and is slid against the measuring plate. At the same time, the temperature measuring device measures the intensity of the electromagnetic wave that has passed through the measurement plate and measures the temperature of the rubber. According to this method, the temperature of the rubber in the portion in contact with the measurement plate can be measured. According to this method, the temperature of the rubber in the portion where the frictional force is working can be measured.

図1は、本発明の一実施形態に係る方法での温度測定の状況が示された断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a state of temperature measurement by a method according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の温度測定で使用している一部の装置が示された斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing some devices used in the temperature measurement of FIG.

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は、本発明の一実施形態に係る温度測定方法での温度測定の状況が示された断面図である。図1において、矢印Xで示された方向が上方向であり、その逆が下方向である。この温度測定方法のための装置2は、測定板4と、温度測定器6と、測定台8と、摩擦特性測定器10とを備えている。図1には、測定されるゴム12も示されている。図2は、これらのうち、測定板4と、温度測定器6と、測定台8とが示された斜視図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state of temperature measurement in a temperature measurement method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the direction indicated by the arrow X is the upward direction, and the opposite is the downward direction. The apparatus 2 for this temperature measuring method includes a measuring plate 4, a temperature measuring device 6, a measuring table 8, and a friction characteristic measuring device 10. Also shown in FIG. 1 is a rubber 12 to be measured. FIG. 2 is a perspective view showing the measuring plate 4, the temperature measuring device 6, and the measuring table 8 among them.

測定板4は板状である。測定板4は、測定台8の上に載せられている。図に示されるように、測定板4はその下面側に窪み14を備えている。窪み14の底と測定板4の上面16との間の厚みは、窪み14がない部分での測定板4の上面16と下面18との間の厚みに比べて薄い。この厚みが薄くなった部分は、測定板4の測定窓20と称される。図では、測定窓20の形状は、平面視において円形を呈している。測定窓20の形状は円形でなくてもよい。   The measurement plate 4 is plate-shaped. The measurement plate 4 is placed on the measurement table 8. As shown in the figure, the measurement plate 4 includes a recess 14 on the lower surface side. The thickness between the bottom of the recess 14 and the upper surface 16 of the measurement plate 4 is thinner than the thickness between the upper surface 16 and the lower surface 18 of the measurement plate 4 at a portion where the recess 14 is not present. The portion where the thickness is reduced is referred to as a measurement window 20 of the measurement plate 4. In the figure, the shape of the measurement window 20 is circular in plan view. The shape of the measurement window 20 may not be circular.

測定板4の測定窓20は、ゴム12から熱輻射で放射される電磁波22を透過させる。測定板4に対する電磁波22の透過率は、電磁波22の波長によって変化する。測定板4に対する電磁波22の透過率は、測定板4の材料や測定窓20の厚みによっても変化する。この透過板の測定窓20は、温度測定器6がゴム12の温度を測定できる程度に、ゴム12からの電磁波22を透過させる。   The measurement window 20 of the measurement plate 4 transmits the electromagnetic wave 22 radiated from the rubber 12 by heat radiation. The transmittance of the electromagnetic wave 22 with respect to the measurement plate 4 varies depending on the wavelength of the electromagnetic wave 22. The transmittance of the electromagnetic wave 22 with respect to the measurement plate 4 also varies depending on the material of the measurement plate 4 and the thickness of the measurement window 20. The measurement window 20 of the transmission plate transmits the electromagnetic wave 22 from the rubber 12 to such an extent that the temperature measuring device 6 can measure the temperature of the rubber 12.

測定台8は、測定板4を載せるための台である。測定台8の上面に、測定板4が載せられる。測定台8は測定板4を固定する。測定板4の上面は中央が開いている。測定板4を測定台8に載せたとき、測定台8の下側から測定窓20を見ることができる。   The measurement table 8 is a table on which the measurement plate 4 is placed. A measurement plate 4 is placed on the upper surface of the measurement table 8. The measurement table 8 fixes the measurement plate 4. The center of the upper surface of the measuring plate 4 is open. When the measurement plate 4 is placed on the measurement table 8, the measurement window 20 can be seen from the lower side of the measurement table 8.

温度測定器6は、物質から熱輻射で放射される電磁波の強度を計測することで、物質の温度を測定する。温度測定器6は、測定台8に載せられた測定板4の下に位置する。温度測定器6は、測定板4の測定窓20の下に位置する。温度測定器6は、ゴム12から放射され、測定板4の測定窓20を透過してきた電磁波22の強度を測定する。これにより、温度測定器6は、ゴム12の温度を測定する。   The temperature measuring device 6 measures the temperature of the substance by measuring the intensity of the electromagnetic wave radiated from the substance by thermal radiation. The temperature measuring device 6 is located under the measuring plate 4 placed on the measuring table 8. The temperature measuring device 6 is located under the measuring window 20 of the measuring plate 4. The temperature measuring device 6 measures the intensity of the electromagnetic wave 22 radiated from the rubber 12 and transmitted through the measurement window 20 of the measurement plate 4. Thereby, the temperature measuring device 6 measures the temperature of the rubber 12.

摩擦特性測定器10は、回転板24と本体26とを備えている。回転板24は円形である。回転板24の下面には、温度の測定対象となるゴム12がセットされる。本体26は回転板24の上側に位置する。本体26は回転板24を回転させる。本体26は所望の速度で回転板24を回転させることができる。本体26は、回転板24の上側からゴム12に対して荷重を負荷することができる。ゴム12が測定板4に接触させられ、ゴム12に荷重が負荷された状態で、回転板24が回転させられる。これによりゴム12は測定板4に対して滑る。本体26はゴム12と測定板4との間のすべり抵抗を計測する。この摩擦特性測定器10は、ダイナミックフリクションテスターである。   The friction characteristic measuring instrument 10 includes a rotating plate 24 and a main body 26. The rotating plate 24 is circular. On the lower surface of the rotating plate 24, the rubber 12 to be measured is set. The main body 26 is located above the rotating plate 24. The main body 26 rotates the rotating plate 24. The main body 26 can rotate the rotating plate 24 at a desired speed. The main body 26 can apply a load to the rubber 12 from above the rotating plate 24. The rubber plate 12 is brought into contact with the measurement plate 4, and the rotating plate 24 is rotated in a state where a load is applied to the rubber 12. As a result, the rubber 12 slides with respect to the measurement plate 4. The main body 26 measures the slip resistance between the rubber 12 and the measuring plate 4. The friction characteristic measuring instrument 10 is a dynamic friction tester.

この装置2を使用した温度計測方法では、まず測定板4が測定台8に固定される。測定板4の測定窓20の下に温度測定器6が配置される。試験対象となるゴム12が摩擦特性測定器10の回転板24にセットされる。この摩擦特性測定器10が測定板4の上面16側に配置される。このゴム12が測定板4の上面16に接触させられる。ゴム12は測定板4の測定窓20と接触させられる。本体26により、ゴム12が測定板4に押し付けられる。ゴム12に対して、測定板4の方向に荷重が付加される。本体26により、回転板24が回転される。ゴム12は回転する。これにより、ゴム12が測定板4に対して滑る。本体26が、このときのすべり抵抗力を測定する。同時に、温度測定器6が、測定窓20から透過してきた電磁波22を計測する。温度測定器6は、測定板4と接触している部分のゴム12の温度を測定する。温度測定器6は、摩擦力が働いている部分におけるゴム12の温度を測定する。   In the temperature measurement method using this apparatus 2, first, the measurement plate 4 is fixed to the measurement table 8. Under the measurement window 20 of the measurement plate 4, the temperature measuring device 6 is arranged. The rubber 12 to be tested is set on the rotating plate 24 of the friction characteristic measuring instrument 10. This friction characteristic measuring instrument 10 is arranged on the upper surface 16 side of the measuring plate 4. This rubber 12 is brought into contact with the upper surface 16 of the measuring plate 4. The rubber 12 is brought into contact with the measurement window 20 of the measurement plate 4. The rubber 12 is pressed against the measuring plate 4 by the main body 26. A load is applied to the rubber 12 in the direction of the measurement plate 4. The rotating plate 24 is rotated by the main body 26. The rubber 12 rotates. Thereby, the rubber 12 slides with respect to the measurement plate 4. The main body 26 measures the slip resistance at this time. At the same time, the temperature measuring device 6 measures the electromagnetic wave 22 transmitted from the measurement window 20. The temperature measuring device 6 measures the temperature of the rubber 12 in the part in contact with the measuring plate 4. The temperature measuring device 6 measures the temperature of the rubber 12 in the portion where the frictional force is working.

上記の方法では、ゴム12を測定板4に接触させて、ゴム12を測定板4に対して滑らせるために、摩擦特性測定器10を使用している。摩擦特性測定器10を使用しなくてもよい。例えば、人手でゴム12を測定板4の測定窓20の上で滑らせてもよい。摩擦力が働いている部分におけるゴム12の温度が測定できる。ただしこのときは、摩擦特性の測定はできない。   In the above method, the friction characteristic measuring instrument 10 is used to bring the rubber 12 into contact with the measuring plate 4 and to slide the rubber 12 with respect to the measuring plate 4. The friction characteristic measuring instrument 10 may not be used. For example, the rubber 12 may be manually slid on the measurement window 20 of the measurement plate 4. The temperature of the rubber 12 in the portion where the frictional force is working can be measured. However, at this time, the friction characteristics cannot be measured.

以下、本発明の作用効果が説明される。   Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described.

ゴムの摩擦特性と温度との関係を正確に測定するには、実際に摩擦力が働いている部分におけるゴムの温度を測定することが必要である。このためには、ゴムが測定面と接触している部分の温度を測定する必要がある。これまでの測定方法では、実際に測定面と接触しているゴムの部分の温度を測定することができなかった。   In order to accurately measure the relationship between the friction characteristics of rubber and the temperature, it is necessary to measure the temperature of the rubber in the part where the frictional force actually works. For this purpose, it is necessary to measure the temperature of the portion where the rubber is in contact with the measurement surface. In the conventional measurement method, the temperature of the rubber portion actually in contact with the measurement surface could not be measured.

本発明に係るゴム12の測定方法では、ゴム12から放射される電磁波22を透過させる測定板4と、この透過した電磁波22の強度を測定してこのゴム12の温度を測定する温度測定器6とが用いられる。ゴム12は測定板4の上面16に接触させられ、測定板4の上面16の上を滑らされる。これと同時に、温度測定器6は、測定板4を透過してきた電磁波22の強度を計測して、ゴム12の温度を測定する。この方法によれば、測定板4と接触している部分におけるゴム12の温度が測定できる。この方法によれば、摩擦力が働いている部分におけるゴム12の温度を測定することができる。   In the measuring method of the rubber 12 according to the present invention, the measuring plate 4 that transmits the electromagnetic wave 22 radiated from the rubber 12 and the temperature measuring device 6 that measures the temperature of the rubber 12 by measuring the intensity of the transmitted electromagnetic wave 22. And are used. The rubber 12 is brought into contact with the upper surface 16 of the measuring plate 4 and is slid on the upper surface 16 of the measuring plate 4. At the same time, the temperature measuring device 6 measures the temperature of the rubber 12 by measuring the intensity of the electromagnetic wave 22 transmitted through the measuring plate 4. According to this method, the temperature of the rubber 12 in the portion in contact with the measuring plate 4 can be measured. According to this method, the temperature of the rubber 12 in the portion where the frictional force is working can be measured.

上記のとおり、ゴム12の温度は、測定板4を透過した電磁波22の強度を測定することにより、測定される。ゴム12から放射される電磁波22は、測定板4に対する透過率が70%以上となる波長帯(この明細書では、測定板4の70%透過波長帯と称される)を含むのが好ましい。換言すれば、ゴム12からの電磁波22の中に、測定板4の70%透過波長帯が存在するように、この測定板4が形成されているのが好ましい。この波長帯の電磁波22の強度を測定することにより、精度のよい温度測定が可能となる。ゴム12から熱輻射で放出される電磁波22は、そのほとんどが0.1μm以上1.0mm以下の波長を有する。従って、測定板4の70%透過波長帯が、波長が0.2μmから1.0mmの波長帯の中に含まれることが好ましい。   As described above, the temperature of the rubber 12 is measured by measuring the strength of the electromagnetic wave 22 that has passed through the measurement plate 4. The electromagnetic wave 22 radiated from the rubber 12 preferably includes a wavelength band (referred to as a 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 in this specification) in which the transmittance with respect to the measurement plate 4 is 70% or more. In other words, the measurement plate 4 is preferably formed so that the electromagnetic wave 22 from the rubber 12 has a 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4. By measuring the intensity of the electromagnetic wave 22 in this wavelength band, accurate temperature measurement can be performed. Most of the electromagnetic waves 22 emitted from the rubber 12 by heat radiation have a wavelength of 0.1 μm or more and 1.0 mm or less. Therefore, it is preferable that the 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 is included in the wavelength band of 0.2 μm to 1.0 mm.

この明細書では、これ以降は「波長がAからBまでの波長帯」は、「波長帯(A−B)」と記載される。例えば上記の「波長が0.2μmから1.0mmの波長帯」は、「波長帯(0.2μm−1.0mm)」と記載される。   In this specification, the “wavelength band from A to B” is hereinafter referred to as “wavelength band (A-B)”. For example, the above “wavelength band having a wavelength of 0.2 μm to 1.0 mm” is described as “wavelength band (0.2 μm−1.0 mm)”.

測定板4の70%透過波長帯は、波長帯(2μm−23μm)の中に含まれるのがより好ましい。タイヤが使用される温度は、0℃から200℃までの間が主である。この温度範囲においては、ゴム12から放出される電磁波22の強度は、波長が2μmから23μmの間で大きくなる。測定板4の70%透過波長帯が波長帯(2μm−23μm)の中に含まれることにより、この測定板4は、強度が強い電磁波22を透過させることができる。これは、精度のよい温度測定を可能とする。   The 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 is more preferably included in the wavelength band (2 μm-23 μm). The temperature at which the tire is used is mainly between 0 ° C. and 200 ° C. In this temperature range, the intensity of the electromagnetic wave 22 emitted from the rubber 12 increases when the wavelength is between 2 μm and 23 μm. Since the 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 is included in the wavelength band (2 μm to 23 μm), the measurement plate 4 can transmit the electromagnetic wave 22 having a high strength. This enables accurate temperature measurement.

測定板4の70%透過波長帯は、波長帯(2μm−4μm)を含むのがさらに好ましい。波長帯(2μm−4μm)の電磁波22は、大気中の水蒸気によって吸収されにくい。この波長帯では、測定板4を透過した電磁波22は、水蒸気に吸収されることなく温度測定器6で測定される。これは、精度のよい温度測定を可能とする。この観点から、測定板4の70%透過波長帯が、波長帯(8μm−13μm)を含んでいてもよい。   More preferably, the 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 includes a wavelength band (2 μm-4 μm). The electromagnetic wave 22 in the wavelength band (2 μm-4 μm) is difficult to be absorbed by water vapor in the atmosphere. In this wavelength band, the electromagnetic wave 22 transmitted through the measurement plate 4 is measured by the temperature measuring device 6 without being absorbed by water vapor. This enables accurate temperature measurement. From this viewpoint, the 70% transmission wavelength band of the measurement plate 4 may include a wavelength band (8 μm to 13 μm).

測定板4の材料は、Al(サファイア)、Ge(ゲルマニウム)、Si(シリコン)、CaF(フッ化カルシウム)、BaF(フッ化バリウム)、ZnSe(セレン化亜鉛)、ZnS(硫化亜鉛)、及びカルコゲナイトガラスの少なくとも一つであることが好ましい。これらの材料は、波長が2μmから23μmまでの波長帯の中に、良好に電磁波22を透過させる波長帯を有する。これらの材料を測定板4に使うことで、70%透過波長帯が波長帯(2μm−23μm)の中に含まれる測定板4の形成が可能となる。 The material of the measuring plate 4 is Al 2 O 3 (sapphire), Ge (germanium), Si (silicon), CaF 2 (calcium fluoride), BaF 2 (barium fluoride), ZnSe (zinc selenide), ZnS ( Zinc sulfide) and chalcogenite glass are preferred. These materials have a wavelength band in which the electromagnetic wave 22 can be transmitted satisfactorily in a wavelength band of 2 μm to 23 μm. By using these materials for the measurement plate 4, it is possible to form the measurement plate 4 in which the 70% transmission wavelength band is included in the wavelength band (2 μm to 23 μm).

測定板4の材料は、Alがより好ましい。Alは、波長が2μmから4μmの電磁波22を極めてよく透過させる。Alを測定板4の材料として使用することで、70%透過波長帯が波長帯(2μm−4μm)を含む測定板4を容易に形成することができる。この測定板4によれば、精度のよい温度測定が可能となる。 The material of the measurement plate 4 is more preferably Al 2 O 3 . Al 2 O 3 transmits the electromagnetic wave 22 having a wavelength of 2 μm to 4 μm very well. By using Al 2 O 3 as the material of the measurement plate 4, the measurement plate 4 including a 70% transmission wavelength band including a wavelength band (2 μm-4 μm) can be easily formed. According to this measurement plate 4, accurate temperature measurement is possible.

Alは硬い。Alを材料とした測定板4は高い強度を有する。測定板4と接触したゴム12に荷重を負荷しても、この測定板4は破損しにくい。この測定板4を使用して摩擦特性を測定しても、測定板4が摩耗することはない。さらにAlは、他の材料と比べて熱変化や物理的な衝撃に対しても高い強度を有する。Alを材料とすることで、熱変化や物理的な衝撃に対しても十分な強度を有する測定板4が形成できる。 Al 2 O 3 is hard. The measuring plate 4 made of Al 2 O 3 has high strength. Even when a load is applied to the rubber 12 in contact with the measurement plate 4, the measurement plate 4 is not easily damaged. Even if the friction characteristics are measured using the measuring plate 4, the measuring plate 4 is not worn. Furthermore, Al 2 O 3 has a higher strength against thermal changes and physical impacts than other materials. By using Al 2 O 3 as a material, it is possible to form the measurement plate 4 having sufficient strength against thermal changes and physical impacts.

図2において、両矢印Tは測定窓20の厚みである。厚みTは4.0mm以下が好ましい。厚みTを4.0mm以下とすることで、この測定板4は良好な透過率を有する。測定板4の材料がAlであるとき、厚みTは4.0mm以下とすることで、70%透過波長帯が波長帯(2μm−4μm)を含む測定板4を形成することができる。 In FIG. 2, the double arrow T is the thickness of the measurement window 20. The thickness T is preferably 4.0 mm or less. By setting the thickness T to 4.0 mm or less, the measurement plate 4 has good transmittance. When the material of the measurement plate 4 is Al 2 O 3 , the measurement plate 4 including the 70% transmission wavelength band including the wavelength band (2 μm to 4 μm) can be formed by setting the thickness T to 4.0 mm or less. .

厚みTは1.5mm以上が好ましい。厚みTを1.5mm以上とすることで、この測定板4は良好な強度を有する。測定板4の材料がAlであるとき、厚みTを1.5mm以上とすることで、摩耗特性試験においても破損しない測定板4を形成することができる。 The thickness T is preferably 1.5 mm or more. By setting the thickness T to 1.5 mm or more, the measurement plate 4 has good strength. When the material of the measurement plate 4 is Al 2 O 3 , the measurement plate 4 that is not damaged in the wear characteristic test can be formed by setting the thickness T to 1.5 mm or more.

測定板4の上面16は、粗面加工されていることが好ましい。図1の中に、測定板4の上面16の拡大図が示されている。この拡大図には、上面16が粗面加工された状態が示されている。測定板4の上面16を粗面加工することにより、摩擦係数を大きくすることができる。摩擦係数は、測定板4の粗面粗さに依存する。異なる粗面粗さを有する測定板4を用意することにより、種々の摩擦係数のもとで、摩擦が生じている部分のゴム12の温度測定が可能となる。   The upper surface 16 of the measurement plate 4 is preferably roughened. An enlarged view of the upper surface 16 of the measuring plate 4 is shown in FIG. This enlarged view shows a state in which the upper surface 16 has been roughened. By roughing the upper surface 16 of the measuring plate 4, the friction coefficient can be increased. The coefficient of friction depends on the rough surface roughness of the measuring plate 4. By preparing the measuring plate 4 having different rough surface roughnesses, it is possible to measure the temperature of the rubber 12 where friction occurs under various friction coefficients.

測定板4の粗面加工には、ショットブラスト及びサンドブラストが適している。測定板4の上面16に対してショットブラスト又はサンドブラストを実施することにより、容易に所望の粗面粗さを有する測定板4が形成できる。測定板4の材料がAlであるとき、ショットブラストで測定板4の上面16に吹き付けるブラスト材としては、炭化ケイ素の粒が好ましい。炭化ケイ素の粒は、Alでできた測定板4に対しても、粗面を形成することができる。炭化ケイ素の粒径を変えることで、粗面粗さを変えることができる。 Shot blasting and sand blasting are suitable for roughing the measurement plate 4. By performing shot blasting or sand blasting on the upper surface 16 of the measuring plate 4, the measuring plate 4 having a desired rough surface roughness can be easily formed. When the material of the measurement plate 4 is Al 2 O 3 , silicon carbide grains are preferable as the blast material to be sprayed onto the upper surface 16 of the measurement plate 4 by shot blasting. The silicon carbide grains can form a rough surface even on the measuring plate 4 made of Al 2 O 3 . By changing the particle size of silicon carbide, the roughness of the rough surface can be changed.

測定板4の下面18は、鏡面加工されていることが好ましい。測定板4の下面18を鏡面加工することで、電磁波22の透過率を向上させることができる。この測定板4は良好な透過率を有する。   The lower surface 18 of the measuring plate 4 is preferably mirror-finished. The transmittance of the electromagnetic wave 22 can be improved by mirror-treating the lower surface 18 of the measurement plate 4. This measuring plate 4 has a good transmittance.

前述のとおり、ゴム12から熱輻射で放出される電磁波22は、ほとんどが0.1μm以上1.0mm以下の波長を有する。温度測定器6により強度を測定できる電磁波22の波長帯は、波長帯(0.2μm−1.0mm)に含まれているのが好ましい。   As described above, most of the electromagnetic wave 22 emitted from the rubber 12 by thermal radiation has a wavelength of 0.1 μm or more and 1.0 mm or less. The wavelength band of the electromagnetic wave 22 whose intensity can be measured by the temperature measuring device 6 is preferably included in the wavelength band (0.2 μm-1.0 mm).

温度測定器6により測定できる電磁波22の波長帯は、測定板4の70%波長帯を含んでいることが好ましい。これにより、強度が強い電磁波22を計測することができる。この温度測定器6によれば、精度のよい温度測定が可能となる。上記の通り、Alを測定板4の材料とすることで、70%透過波長帯が波長帯(2μm−4μm)を含む測定板4を形成できる。この測定板4を使用したときには、温度測定器6により計測できる電磁波22の波長帯は、波長帯(2μm−4μm)を含んでいることが好ましい。 The wavelength band of the electromagnetic wave 22 that can be measured by the temperature measuring device 6 preferably includes the 70% wavelength band of the measurement plate 4. Thereby, the electromagnetic wave 22 with strong intensity | strength can be measured. According to this temperature measuring device 6, temperature measurement with high accuracy is possible. As described above, by using Al 2 O 3 as the material of the measurement plate 4, the measurement plate 4 having a 70% transmission wavelength band including a wavelength band (2 μm to 4 μm) can be formed. When this measuring plate 4 is used, the wavelength band of the electromagnetic wave 22 that can be measured by the temperature measuring device 6 preferably includes the wavelength band (2 μm-4 μm).

温度測定器6は、カメラを備えたサーモグラフィであることが好ましい。このカメラで撮影した範囲内で、ゴム12の表面の温度分布を測定することができる。このカメラは拡大レンズを有しているのが好ましい。このレンズを使用することにより、より細かい面積単位で、ゴム12の表面の温度分布を測定することができる。カメラの拡大率を変更することで、所望の面積の細かさで温度分布を測定することができる。   The temperature measuring device 6 is preferably a thermography equipped with a camera. The temperature distribution on the surface of the rubber 12 can be measured within the range photographed by this camera. The camera preferably has a magnifying lens. By using this lens, the temperature distribution on the surface of the rubber 12 can be measured in smaller area units. By changing the magnification of the camera, the temperature distribution can be measured with a desired fineness of area.

温度測定器6は、連続撮影できる機能を有するのが好ましい。ゴム12の表面を連続撮影することで、ゴム12が測定板4上で滑らされたとき、ゴム12の表面温度の時間による変化を測定することができる。フレームレート(1秒間に撮影する枚数)を変えることにより、ゴム12が滑る速度に応じた表面温度の変化を測定することができる。   The temperature measuring device 6 preferably has a function capable of continuous photographing. By continuously photographing the surface of the rubber 12, when the rubber 12 is slid on the measuring plate 4, a change in the surface temperature of the rubber 12 with time can be measured. By changing the frame rate (the number of images taken per second), the change in surface temperature according to the speed at which the rubber 12 slides can be measured.

前述のとおり、ゴム12と測定板4の上面16とを接触させ、このゴム12を測定板4に対して滑らせるために、ダイナミックフリクションテスターを使用することが好ましい。ダイナミックフリクションテスターを使用することにより、所望の負荷及び所望の滑り速度に応じた滑り抵抗の測定ができる。測定板4の粗面粗さを変えることで、異なった摩擦係数のもとで、滑り抵抗が測定できる。測定板4を湿らせることにより、測定板4が湿った状態での滑り抵抗の測定ができる。本温度測定方法においてダイナミックフリクションテスターを使用することで、これらの摩擦特性を測定しながら、摩擦力が働いている部分におけるゴム12の温度を測定することができる。   As described above, it is preferable to use a dynamic friction tester to bring the rubber 12 into contact with the upper surface 16 of the measuring plate 4 and to slide the rubber 12 with respect to the measuring plate 4. By using a dynamic friction tester, it is possible to measure slip resistance according to a desired load and a desired slip speed. By changing the rough surface roughness of the measuring plate 4, the slip resistance can be measured under different friction coefficients. By dampening the measurement plate 4, it is possible to measure the slip resistance when the measurement plate 4 is wet. By using a dynamic friction tester in this temperature measurement method, the temperature of the rubber 12 in the portion where the frictional force is applied can be measured while measuring these friction characteristics.

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.

[ゴムの準備]
温度を測定するゴムが準備された。このゴムの組成は表1のとおりである。表1で示された各成分が混錬装置(バンバリーミキサー)で混錬された。これを温度170℃で20分間プレスして、加硫させた。これにより、測定するゴムを得た。
[Preparation of rubber]
A rubber was prepared to measure temperature. The composition of this rubber is shown in Table 1. Each component shown in Table 1 was kneaded with a kneading apparatus (Banbury mixer). This was pressed at a temperature of 170 ° C. for 20 minutes and vulcanized. Thereby, a rubber to be measured was obtained.

Figure 2016070880
Figure 2016070880

表1に示された各成分の詳細は次の通りである。
1) SBR(スチレンブタジエンゴム):旭化成(株)製の商品名「E15」
2) カーボンブラック:三菱化学(株)製の商品名「ダイヤブラックN220」
3) シリカ:EVONIK−DEGUSSA社製の商品名「ウルトラシルVN3」
4) オイル:(株)ジャパンエナジー製の商品名「プロセスX−260」
5) カップリング剤:EVONIK−DEGUSSA社製の商品名「Si69」
6) ステアリン酸:日本油脂(株)製の商品名「椿」
7) 酸化亜鉛:三井金属工業(株)製の商品名「亜鉛華1号」
8) 老化防止剤:住友化学(株)製の商品名「アンチゲン6C」
9) ワックス:大内新興化学工業(株)製の商品名「サンノックN」
10) 硫黄:(株)軽井沢製錬所社製の商品名「粉末硫黄」
11) 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製の商品名「ノクセラーCZ」
12) 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製の商品名「ノクセラーD」
The details of each component shown in Table 1 are as follows.
1) SBR (styrene butadiene rubber): trade name “E15” manufactured by Asahi Kasei Corporation
2) Carbon Black: Trade name “Diamond Black N220” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
3) Silica: Trade name “Ultrasil VN3” manufactured by EVONIK-DEGUSSA
4) Oil: Product name “Process X-260” manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
5) Coupling agent: Trade name “Si69” manufactured by EVONIK-DEGUSSA
6) Stearic acid: Product name “Kashiwa” manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
7) Zinc oxide: Trade name “Zinc Hana 1” manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd.
8) Anti-aging agent: Trade name “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
9) Wax: Trade name “Sannok N” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
10) Sulfur: Trade name “Sulfur Powder” manufactured by Karuizawa Smelter Co., Ltd.
11) Vulcanization accelerator: Trade name “Noxeller CZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
12) Vulcanization accelerator: Trade name “Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

[実施例1]
図1に示された温度測定装置を用いて、この発明に係る測定方法で上記ゴムの温度を測定した。測定条件が表2に示されている。この測定では、Alからなる測定板が準備された。この測定板の測定窓の厚みTは2mmである。測定窓以外の部分での測定板の厚みは10mmである。測定板の上面は、粗面加工されている。粗面は、ショットブラストで形成された。ブラスト材として炭化ケイ素(信濃電気精錬(株)製の商品名「シナノランダムGC F16)を使用した。
[Example 1]
The temperature of the rubber was measured by the measuring method according to the present invention using the temperature measuring device shown in FIG. The measurement conditions are shown in Table 2. In this measurement, a measurement plate made of Al 2 O 3 was prepared. The thickness T of the measurement window of this measurement plate is 2 mm. The thickness of the measurement plate at a portion other than the measurement window is 10 mm. The upper surface of the measurement plate is roughened. The rough surface was formed by shot blasting. Silicon carbide (trade name “Shinano Random GC F16” manufactured by Shinano Denki Co., Ltd.) was used as a blast material.

摩擦特性測定器として、日邦産業(株)製のダイナミックフリクションテスター「DFテスター Sタイプ」を使用した。上記ゴムがこのテスターにセットされた。測定時には、測定板は20℃の水で湿らされた。この湿った測定板の上を、上記のゴムが7km/hの速度で滑らされた。このときのゴムの温度を温度測定器で、測定窓から測定した。測定時の環境温度は20℃である。温度測定器として、日本アビオニクス(株)製のサーモグラフィ「InfReC H8000」を使用した。測定の際には15μm顕微鏡レンズが装着された。この温度測定器は、波長が2μm以上5μm以下の電磁波の強度を測定している。   A dynamic friction tester “DF Tester S type” manufactured by Nihon Sangyo Co., Ltd. was used as a friction characteristic measuring instrument. The rubber was set in this tester. At the time of measurement, the measurement plate was moistened with 20 ° C. water. On the wet measuring plate, the rubber was slid at a speed of 7 km / h. The temperature of the rubber at this time was measured from the measurement window with a temperature measuring device. The environmental temperature at the time of measurement is 20 ° C. A thermography “InfReC H8000” manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd. was used as a temperature measuring device. During the measurement, a 15 μm microscope lens was attached. This temperature measuring instrument measures the intensity of electromagnetic waves having a wavelength of 2 μm or more and 5 μm or less.

[比較例1]
測定板の材料としてソーダガラスを使用したことの他は実施例1と同様にしたのが、比較例1である。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 was the same as Example 1 except that soda glass was used as the material for the measurement plate.

[温度測定]
上記サーモグラフィの撮影結果から、ゴム表面の温度分布を確認した。表2には、ゴムの表面の中で最も温度が高い場所での温度が示されている。
[測定可否]
上記サーモグラフィの撮影結果から、ゴム表面の温度が正しく計測できているかを判断した。結果が表2に示されている。
[Temperature measurement]
The temperature distribution on the rubber surface was confirmed from the result of the thermography. Table 2 shows the temperatures at the highest temperatures on the rubber surface.
[Measureability]
It was judged from the result of the above-mentioned thermography whether the rubber surface temperature was correctly measured. The results are shown in Table 2.

Figure 2016070880
Figure 2016070880

表2に示されるように、実施例の温度測定方法は、ゴムが測定板と接触している場所の温度が測定できている。比較例では、測定された温度は環境温度と同じであり、ゴムの温度が正しく計測できていない。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。   As shown in Table 2, the temperature measurement method of the example can measure the temperature where the rubber is in contact with the measurement plate. In the comparative example, the measured temperature is the same as the environmental temperature, and the rubber temperature cannot be measured correctly. From this evaluation result, the superiority of the present invention is clear.

以上説明された方法は、種々のタイヤ用のゴムの温度測定に用いられうる。   The method described above can be used to measure the temperature of various tire rubbers.

2・・・温度測定装置
4・・・測定板
6・・・温度測定器
8・・・測定台
10・・・摩擦特性測定器
12・・・ゴム
14・・・窪み
16・・・上面
18・・・下面
20・・・測定窓
22・・・電磁波
24・・・回転板
26・・・本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Temperature measuring device 4 ... Measuring plate 6 ... Temperature measuring device 8 ... Measuring stand 10 ... Friction characteristic measuring device 12 ... Rubber 14 ... Depression 16 ... Upper surface 18 ... Lower surface 20 ... Measurement window 22 ... Electromagnetic wave 24 ... Rotary plate 26 ... Main body

Claims (11)

(1)ゴムと、このゴムから放射される電磁波を透過させる測定板とを接触させる工程、
(2)上記測定板に対して上記ゴムを滑らせる工程
及び
(3)上記測定板を透過してきた上記電磁波の強度を温度測定器で計測することで、上記ゴムの温度を測定する工程
を有するゴムの温度測定方法。
(1) A step of contacting rubber with a measurement plate that transmits electromagnetic waves radiated from the rubber,
(2) a step of sliding the rubber against the measurement plate; and (3) a step of measuring the temperature of the rubber by measuring the intensity of the electromagnetic wave transmitted through the measurement plate with a temperature measuring device. Rubber temperature measurement method.
上記ゴムからの電磁波の中に、上記測定板に対する透過率が70%以上となる波長帯が存在するように、上記測定板が形成されている請求項1に記載の温度測定方法。   The temperature measurement method according to claim 1, wherein the measurement plate is formed such that a wavelength band in which the transmittance to the measurement plate is 70% or more exists in the electromagnetic wave from the rubber. 上記測定板に対する透過率が70%以上となる上記電磁波の波長帯が、波長が0.2μmから1.0mmの波長帯の中に含まれている請求項2に記載の温度測定方法。   The temperature measurement method according to claim 2, wherein the wavelength band of the electromagnetic wave having a transmittance of 70% or more with respect to the measurement plate is included in a wavelength band of 0.2 μm to 1.0 mm. 上記測定板に対する透過率が70%以上となる上記電磁波の波長帯が、波長が2μmから4μmの波長帯を含んでいる請求項2又は3のいずれかに記載の温度測定方法。   The temperature measurement method according to claim 2, wherein the wavelength band of the electromagnetic wave that has a transmittance of 70% or more with respect to the measurement plate includes a wavelength band of 2 μm to 4 μm. 上記温度測定器により強度を測定できる電磁波の波長帯が、波長が0.2μmから1.0mmの波長帯に含まれている請求項1から4のいずれかに記載の温度測定方法。   The temperature measuring method according to any one of claims 1 to 4, wherein a wavelength band of an electromagnetic wave whose intensity can be measured by the temperature measuring instrument is included in a wavelength band having a wavelength of 0.2 µm to 1.0 mm. 上記温度測定器により強度を測定できる電磁波の波長帯が、波長が2μmから4μmの波長帯を含んでいる請求項4に記載の温度測定方法。   The temperature measuring method according to claim 4, wherein a wavelength band of electromagnetic waves whose intensity can be measured by the temperature measuring instrument includes a wavelength band having a wavelength of 2 µm to 4 µm. 上記測定板の材料が、Al、Ge、Si、CaF、BaF、ZnSe、ZnS、及びカルコゲナイトガラスの少なくとも一つである請求項1から6のいずれかに記載の温度測定方法。 The temperature measurement according to any one of claims 1 to 6, wherein a material of the measuring plate is at least one of Al 2 O 3 , Ge, Si, CaF 2 , BaF 2 , ZnSe, ZnS, and chalcogenite glass. Method. 上記測定板の材料がAlである請求項7に記載の温度測定方法。 The temperature measurement method according to claim 7, wherein a material of the measurement plate is Al 2 O 3 . 上記測定板の上面が粗面加工されている請求項1から8のいずれかに記載の温度測定方法。   The temperature measuring method according to any one of claims 1 to 8, wherein an upper surface of the measuring plate is roughened. 上記(1)及び上記(2)の工程が、ダイナミックフリクションテスターで実施される請求項1から9のいずれかに記載の温度測定方法。   The temperature measuring method according to any one of claims 1 to 9, wherein the steps (1) and (2) are performed by a dynamic friction tester. ゴムから放射される電磁波を透過させる測定板であって、その上でこのゴムが接触させられ滑らされる測定板と、
上記測定板を透過してきた上記ゴムの電磁波の強度を計測することで、上記ゴムの温度を測定する温度測定器とを備えるゴムの温度測定装置。
A measurement plate that transmits electromagnetic waves radiated from rubber, on which the rubber is contacted and slid,
A rubber temperature measuring device comprising: a temperature measuring device that measures the temperature of the rubber by measuring the intensity of electromagnetic waves of the rubber that has passed through the measuring plate.
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