JP2020094903A - Friction evaluation method - Google Patents
Friction evaluation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020094903A JP2020094903A JP2018232798A JP2018232798A JP2020094903A JP 2020094903 A JP2020094903 A JP 2020094903A JP 2018232798 A JP2018232798 A JP 2018232798A JP 2018232798 A JP2018232798 A JP 2018232798A JP 2020094903 A JP2020094903 A JP 2020094903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- road surface
- test
- friction
- unevenness
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は摩擦評価方法に関する。 The present invention relates to a friction evaluation method.
従来から、特許文献１に記載されているように、実路面を模擬した試験路面にタイヤのトレッド部を模擬したゴム試験片を押し当てて滑らせることにより、試験路面とゴム試験片との間の摩擦力や摩擦係数を測定することが行われている。このような試験において測定される摩擦力は、主に、試験路面とゴムとの間の凝着の項と、試験路面とゴム試験片との間のヒステリシスの項とからなる。 Conventionally, as described in Patent Document 1, a rubber test piece simulating a tread portion of a tire is pressed against and slipped on a test road surface simulating an actual road surface so that the test road surface and the rubber test piece are separated from each other. The frictional force and the friction coefficient of are measured. The frictional force measured in such a test mainly consists of an adhesion term between the test road surface and the rubber and a hysteresis term between the test road surface and the rubber test piece.
実路面やそれを模擬した試験路面には、実路面を構成する骨材の形状等に基づくマクロな凹凸と、実路面を構成するアスファルトの表面の凹凸や骨材の表面の微小な凹凸等に基づくミクロな凹凸が存在する。上記のヒステリシスの項は、主にミクロな凹凸とゴム試験片との相互作用により生じる。また、トレッド部に形成されたサイプは、マクロな凹凸との相互作用により摩擦力を生じさせる。 On the actual road surface or a test road surface simulating it, there are macroscopic unevenness based on the shape of the aggregate forming the actual road surface, unevenness of the asphalt surface forming the actual road surface and minute unevenness of the aggregate surface. There are microscopic irregularities based on it. The above-mentioned hysteresis term is mainly caused by the interaction between the micro unevenness and the rubber test piece. Further, the sipes formed on the tread portion generate a frictional force due to the interaction with the macro unevenness.
ところで、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与、具体例としてはサイプとマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与を明らかにしたいという要求が従来からあった。ところが、従来の方法で試験を行うと、測定される摩擦力において凝着の項及びヒステリシスの項が大き過ぎるため、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与が見えにくいという問題があった。 By the way, conventionally, there has been a demand to clarify the contribution of the interaction between the rubber test piece and the macro unevenness to the friction, specifically, the contribution of the interaction between the sipe and the macro unevenness to the friction. However, when the test is performed by the conventional method, the adhesion term and the hysteresis term are too large in the measured frictional force, so that it is difficult to see the contribution of the interaction between the rubber test piece and the macro unevenness to the friction. There was a problem.
これに対して、特許文献２に記載されているように、界面活性剤を含む水を試験路面に散水して粘着摩擦の発生を抑えることが提案されている。 On the other hand, as described in Patent Document 2, it has been proposed to suppress the occurrence of adhesive friction by sprinkling water containing a surfactant on the test road surface.
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与を評価できる方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method capable of evaluating the contribution of friction between the interaction between a rubber test piece and macroscopic unevenness.
実施形態の摩擦評価方法は、試験路面にゴム試験片を押し当てて滑らせて摩擦係数を求める工程を含む摩擦評価方法において、実路面の凹凸を再現した模擬路面を作成する工程と、前記模擬路面からミクロな凹凸を除去して前記試験路面を作成する工程と、濡らした前記試験路面に前記ゴム試験片を押し当てて滑らせて摩擦係数を求める工程とを含む。 The friction evaluation method of the embodiment is a friction evaluation method including a step of pressing a rubber test piece against a test road surface and sliding the rubber test piece to obtain a friction coefficient, and a step of creating a simulated road surface that reproduces unevenness of an actual road surface, and the simulation. The method includes a step of removing the micro unevenness from the road surface to create the test road surface, and a step of pressing the rubber test piece against the wet test road surface and sliding it to obtain a friction coefficient.
上記の方法によれば、摩擦力における凝着の項とヒステリシスの項を小さくすることができるので、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与を評価することができる。 According to the above method, the term of adhesion and the term of hysteresis in the frictional force can be reduced, so that the contribution of the interaction between the rubber test piece and the macroscopic unevenness to friction can be evaluated.
実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。 Embodiments will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and those appropriately modified without departing from the gist of the present invention are included in the scope of the present invention.
１．摩擦評価試験機
図１に、本実施形態の摩擦評価において使用される摩擦評価試験機の一例を示す。摩擦評価試験機１０は、ゴム試験片１２を保持具１４で保持して試験路面１６に押し付けて一定の速度で滑らせ、そのときゴム試験片１２に作用する荷重を荷重測定器１８で測定し、制御装置２０で摩擦係数を求める装置である。
1. Friction Evaluation Tester FIG. 1 shows an example of a friction evaluation tester used in the friction evaluation of the present embodiment. The friction evaluation tester 10 holds the rubber test piece 12 with the holder 14 and presses it against the test road surface 16 to cause it to slide at a constant speed. At that time, the load acting on the rubber test piece 12 is measured by the load measuring device 18. The control device 20 is a device for obtaining a friction coefficient.
ゴム試験片１２の形状は、限定されず、例えば直方体形状、円筒体形状、又はタイヤのトレッド部のブロック形状である。また、ゴム試験片１２として、サイプのあるものと無いもの、サイプの形状の異なるもの、ゴムの種類が異なるもの、等の複数種類が準備される。 The shape of the rubber test piece 12 is not limited, and is, for example, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, or a block shape of the tread portion of the tire. Further, as the rubber test piece 12, a plurality of types such as those with and without sipes, those with different shapes of sipes, and those with different kinds of rubber are prepared.
ゴム試験片１２を保持する保持具１４は第１駆動装置２２に保持されている。第１駆動装置２２が駆動することにより保持具１４が試験路面１６に垂直な方向（図１の上下方向）に上下動する。保持具１４が下降するとゴム試験片１２が試験路面１６に押し付けられる。 The holder 14 that holds the rubber test piece 12 is held by the first drive device 22. The holder 14 moves up and down in a direction perpendicular to the test road surface 16 (vertical direction in FIG. 1) by being driven by the first drive device 22. When the holder 14 descends, the rubber test piece 12 is pressed against the test road surface 16.
第１駆動装置２２は第２駆動装置２４に保持されている。第２駆動装置２４が駆動することにより、第１駆動装置２２が試験路面１６に水平な方向（図１の左右方向）に移動する。第１駆動装置２２が移動すると、それに保持されている保持具１４及びゴム試験片１２も試験路面１６に水平な方向に移動する。ゴム試験片１２が試験路面１６に押し付けられた状態で第２駆動装置２４が駆動すると、ゴム試験片１２が試験路面１６に押し付けられたまま滑り、ゴム試験片１２と試験路面１６との間で摩擦力が生じる。 The first drive device 22 is held by the second drive device 24. By driving the second drive device 24, the first drive device 22 moves in a direction horizontal to the test road surface 16 (left-right direction in FIG. 1 ). When the first driving device 22 moves, the holder 14 and the rubber test piece 12 held by the first driving device 22 also move in a direction horizontal to the test road surface 16. When the second drive device 24 is driven while the rubber test piece 12 is pressed against the test road surface 16, the rubber test piece 12 slides while being pressed against the test road surface 16 and between the rubber test piece 12 and the test road surface 16. Friction is generated.
保持具１４には荷重測定器１８が取り付けられている。荷重測定器１８は、ゴム試験片１２に作用する上下方向の荷重と、ゴム試験片１２の移動方向の荷重とを測定する。ゴム試験片１２の移動方向の荷重が摩擦力で、それをゴム試験片１２に作用する上下方向の荷重で割った値が摩擦係数である。 A load measuring device 18 is attached to the holder 14. The load measuring device 18 measures the vertical load acting on the rubber test piece 12 and the load in the moving direction of the rubber test piece 12. The load in the moving direction of the rubber test piece 12 is the frictional force, and the value obtained by dividing the load by the vertical load acting on the rubber test piece 12 is the friction coefficient.
制御装置２０は、制御部２６、演算部２８、入力部３０、表示部３２等を備えている。第１駆動装置２２、第２駆動装置２４及び荷重測定器１８は制御装置２０に接続されている。制御部２６が第１駆動装置２２及び第２駆動装置２４を駆動させる。また、荷重測定器１８の測定値が演算部２８に取り込まれ、演算部２８がゴム試験片１２と試験路面１６との間の摩擦係数を計算する。摩擦係数として静止摩擦係数や動摩擦係数が計算される。入力部３０は試験者が試験条件等を入力する部分で、表示部３２は摩擦力や摩擦係数が表示される部分である。 The control device 20 includes a control unit 26, a calculation unit 28, an input unit 30, a display unit 32, and the like. The first drive device 22, the second drive device 24, and the load measuring device 18 are connected to the control device 20. The controller 26 drives the first drive device 22 and the second drive device 24. Further, the measurement value of the load measuring device 18 is taken into the calculation unit 28, and the calculation unit 28 calculates the friction coefficient between the rubber test piece 12 and the test road surface 16. A static friction coefficient and a dynamic friction coefficient are calculated as the friction coefficient. The input unit 30 is a portion where a tester inputs test conditions and the like, and the display unit 32 is a portion where a frictional force and a friction coefficient are displayed.
２．摩擦評価の流れ
本実施形態の摩擦評価方法は、図２に示すように、実路面の凹凸を再現した模擬路面を作成する模擬路面作成工程（Ｓ１）と、模擬路面からミクロな凹凸を除去して試験路面を作成する試験路面作成工程（Ｓ２）と、摩擦評価試験機において濡らした試験路面にゴム試験片を押し当てて摩擦係数を求める摩擦係数計算工程（Ｓ３）と、種類の異なる複数のゴム試験片についてのそれぞれの摩擦係数の差分を求め評価を行う評価工程（Ｓ４）とを含む。
2. Flow of Friction Evaluation As shown in FIG. 2, the friction evaluation method of the present embodiment includes a simulated road surface creation step (S1) of creating a simulated road surface that reproduces the unevenness of an actual road surface, and removing microscopic unevenness from the simulated road surface. A test road surface creating step (S2), and a friction coefficient calculating step (S3) in which a rubber test piece is pressed against a wet test road surface in a friction evaluation tester to obtain a friction coefficient. The evaluation step (S4) of obtaining the difference between the friction coefficients of the rubber test pieces and performing the evaluation.
３．模擬路面作成工程
模擬路面作成工程で作成される模擬路面は例えば金属製である。金属として例えばアルミニウムが選択される。実路面の凹凸がシリコンに転写され、そのシリコンに基づき石膏の型が作製され、その石膏の型に金属が流し込まれて模擬路面が出来る。なお模擬路面は樹脂製であっても良い。
3. Simulated Road Surface Creating Process The simulated road surface created in the simulated road surface creating process is made of metal, for example. Aluminum, for example, is selected as the metal. The unevenness of the actual road surface is transferred to silicon, a plaster mold is produced based on the silicon, and metal is poured into the plaster mold to form a simulated road surface. The simulated road surface may be made of resin.
このようにして出来た模擬路面では、実路面の凹凸が数μｍオーダーで再現されている。 In the simulated road surface thus formed, the unevenness of the actual road surface is reproduced on the order of several μm.
実路面及び模擬路面にはマクロな凹凸とミクロな凹凸とが存在する。マクロな凹凸は、実路面を構成する骨材の形状等に基づく凹凸である。マクロな凹凸による表面粗さは、骨材よりも相当長い距離の表面粗さを測定することにより求めることができ、その値は算術平均粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）で例えばＲａ＝１〜４ｍｍ程度である。また、ミクロな凹凸は、実路面を構成するアスファルトの表面の凹凸や骨材の表面の微小な凹凸等に基づく凹凸である。ミクロな凹凸による表面粗さは、例えば骨材の表面の表面粗さを測定することにより求めることができ、その値は算術平均粗さで例えばＲａ＝１０〜５０μｍ程度である。 There are macro unevenness and micro unevenness on the actual road surface and the simulated road surface. The macro unevenness is an unevenness based on the shape of the aggregate that constitutes the actual road surface. The surface roughness due to macroscopic unevenness can be obtained by measuring the surface roughness at a distance considerably longer than the aggregate, and the value is an arithmetic average roughness (JIS B 0601), for example, Ra = 1 to 4 mm. It is a degree. Further, the micro unevenness is unevenness based on the unevenness of the surface of the asphalt forming the actual road surface, the minute unevenness of the surface of the aggregate, or the like. The surface roughness due to micro unevenness can be obtained, for example, by measuring the surface roughness of the surface of the aggregate, and the value is an arithmetic average roughness of, for example, R a =10 to 50 μm.
４．試験路面作成工程
試験路面作成工程では、模擬路面が研磨されることにより、マクロな凹凸及びミクロな凹凸を有していた模擬路面からミクロな凹凸が除去されて試験路面となる。研磨には目の細かい（例えば３０００番手又はそれより細かい）研磨布が使用される。一例としては、試験路面では、ミクロな凹凸の最大高さが１μｍ以下になるまで研磨されている。このようにして出来た試験路面が、摩擦評価試験機の試験路面として使用される。
4. Test Road Surface Creating Step In the test road surface creating step, the simulated road surface is polished to remove the micro unevenness from the simulated road surface having the macro unevenness and the micro unevenness to form the test road surface. A fine-grained polishing cloth (for example, 3000 count or finer) is used for polishing. As an example, the test road surface is polished until the maximum height of the micro unevenness is 1 μm or less. The test road surface thus formed is used as the test road surface of the friction evaluation tester.
摩擦力は主に凝着の項とヒステリシスの項とからなるが、ヒステリシスの項にはミクロな凹凸が効くことがわかっている。模擬路面からミクロな凹凸が除去されることにより、試験路面ではヒステリシスの項が小さくなる。 It is known that the frictional force mainly consists of the term of adhesion and the term of hysteresis, and that microscopic unevenness is effective in the term of hysteresis. By removing the micro unevenness from the simulated road surface, the hysteresis term becomes small on the test road surface.
適正な試験路面が作成されたことは図３に示す方法で確認される。まず、上記の通り模擬路面からミクロな凹凸が除去されて試験路面が作成される（Ｓ２−１）。 It is confirmed by the method shown in FIG. 3 that a proper test road surface has been created. First, as described above, micro unevenness is removed from the simulated road surface to create a test road surface (S2-1).
次に、模擬路面及び試験路面の路面形状（路面波形）がそれぞれ測定される（Ｓ２−２）。測定には例えばレーザー式又は接触式の表面粗さ計が使用される。 Next, the road surface shapes (road surface waveforms) of the simulated road surface and the test road surface are measured (S2-2). For the measurement, for example, a laser type or contact type surface roughness meter is used.
ここで、路面形状データを周波数分析して得られる波長成分のうち０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にある所定波長が基準波長とされ、基準波長より大きな波長の波がマクロな凹凸によるもので、基準波長より小さな波長の波がミクロな凹凸によるものであると考えることとする。この考えに基づき、路面形状データに含まれる波長成分のうち０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にある所定波長に対応する周波数が、カットオフ周波数として設定される。カットオフ周波数より低い周波数の成分をほとんど減衰させず、カットオフ周波数より高い周波数の成分を減衰させるフィルタが、ローパスフィルタとして設定される（Ｓ２−３）。また、カットオフ周波数より高い周波数の成分をほとんど減衰させず、カットオフ周波数より低い周波数の成分を減衰させるフィルタが、ハイパスフィルタとして設定される（Ｓ２−３）。 Here, of wavelength components obtained by frequency analysis of road surface shape data, a predetermined wavelength within a range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less is set as a reference wavelength, and a wave having a wavelength larger than the reference wavelength is caused by macro unevenness. However, it is assumed that a wave having a wavelength smaller than the reference wavelength is caused by micro unevenness. Based on this idea, the frequency corresponding to the predetermined wavelength within the range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less among the wavelength components included in the road surface shape data is set as the cutoff frequency. A filter that attenuates components having a frequency lower than the cutoff frequency and attenuates components having a frequency higher than the cutoff frequency is set as a low-pass filter (S2-3). In addition, a filter that attenuates components having a frequency lower than the cutoff frequency while hardly attenuating components having a frequency higher than the cutoff frequency is set as the high-pass filter (S2-3).
次に、模擬路面の路面形状データに対してローパスフィルタがかけられ、波長の大きな波が取得される。そして前記のローパスフィルタ後の波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−４）。その計算結果は模擬路面のマクロな凹凸に基づく表面粗さ（マクロな表面粗さ）であるとみなすことができる。同様に、試験路面の路面形状データに対してローパスフィルタをかけて得られた波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−４）。 Next, a low-pass filter is applied to the road surface shape data of the simulated road surface, and a wave having a large wavelength is acquired. Then, the surface roughness (for example, arithmetic mean roughness) is calculated from the waveform after the low-pass filter (S2-4). The calculation result can be regarded as surface roughness (macro surface roughness) based on macro unevenness of the simulated road surface. Similarly, the surface roughness (for example, arithmetic mean roughness) is calculated from the waveform obtained by applying the low-pass filter to the road surface shape data of the test road surface (S2-4).
次に、模擬路面の路面形状データに対してローパスフィルタをかけて得られた波形の表面粗さ（すなわちマクロな表面粗さ）と、試験路面の路面形状データに対してローパスフィルタをかけて得られた波形の表面粗さ（すなわちマクロな表面粗さ）とが比較される。そして、両者の差が５％以下の場合、すなわち両者の差がいずれか一方の値の５％以下の場合（Ｓ２−５のＹＥＳ）、模擬路面と試験路面とでマクロな凹凸がほとんど変化していないと判断され、試験路面のマクロな凹凸が適正であると判断される。 Next, the surface roughness (that is, macroscopic surface roughness) of the waveform obtained by applying the low-pass filter to the road surface shape data of the simulated road surface and the low-pass filter to the road surface shape data of the test road surface are obtained. The surface roughness (i.e., macro surface roughness) of the generated waveform is compared. When the difference between the two is 5% or less, that is, when the difference between the two is 5% or less of one of the values (YES in S2-5), the macro unevenness is almost changed between the simulated road surface and the test road surface. If not, it is judged that the macro unevenness on the test road surface is appropriate.
次に、試験路面の路面形状データに対してハイパスフィルタがかけられ、波長の小さな波が取得される。そして前記のハイパスフィルタ後の波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−６）。その計算結果は試験路面のミクロな凹凸に基づく表面粗さ（ミクロな表面粗さ）であるとみなすことができる。この表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が１０μｍ以下の場合（Ｓ２−７のＹＥＳ）、試験路面がミクロな凹凸が除去されたものであると判断され、試験路面のミクロな凹凸が適正であると判断される。 Next, a high-pass filter is applied to the road surface shape data of the test road surface to acquire a wave having a small wavelength. Then, the surface roughness (for example, arithmetic mean roughness) is calculated from the waveform after the high-pass filter (S2-6). The calculation result can be regarded as the surface roughness (micro surface roughness) based on the micro unevenness of the test road surface. When the surface roughness (for example, arithmetic mean roughness) is 10 μm or less (YES in S2-7), it is determined that the micro unevenness on the test road surface is removed, and the micro unevenness on the test road surface is appropriate. It is judged that there is.
試験路面のマクロな凹凸又はミクロな凹凸が適正でないと判断された場合（Ｓ２−５のＮＯ、Ｓ２−７のＮＯ）は、各凹凸が適正になるように試験路面が作成し直される（Ｓ２−１）。 When it is determined that the macro unevenness or the micro unevenness of the test road surface is not appropriate (NO in S2-5, NO in S2-7), the test road surface is recreated so that each unevenness is appropriate (S2. -1).
なお、ゴム試験片は、試験路面の凹凸の凸部の所に主に接触し、凹部の底には接触しない。そのため、試験路面の凹凸の凸部の所においてマクロな凹凸とミクロな凹凸が適正になっていれば十分である。そこで、路面形状データから試験路面の凹部（図４に路面の凹凸の測定結果の例を示すが、この図において斜線でマスキングしてある範囲の部分）のデータが除去されてその後の処理（すなわち、図３におけるＳ２−３以降の処理）が行われても良い。除去されるのは、具体例としては、凹凸の平均高さより低い部分のデータである。 It should be noted that the rubber test piece mainly contacts the convex portions of the unevenness on the test road surface, and does not contact the bottom of the concave portion. Therefore, it is sufficient that the macro unevenness and the micro unevenness are appropriate at the convex and concave portions on the test road surface. Therefore, the data of the concave portion of the test road surface (the example of the measurement result of the unevenness of the road surface is shown in FIG. 4 is the portion of the range masked with diagonal lines in this figure) is removed from the road surface shape data and the subsequent processing (that is, , S2-3 onward in FIG. 3) may be performed. As a specific example, the data to be removed is the data of the portion lower than the average height of the unevenness.
また、Ｓ２−４からＳ２−５までの工程と、Ｓ２−６からＳ２−７までの工程とは、順序が入れ替わっても良い。 The order of the steps S2-4 to S2-5 and the steps S2-6 to S2-7 may be interchanged.
Ｓ２−３からＳ２−７までの工程は、周波数分析装置又はそれに接続されたコンピュータにより実行される。 The steps from S2-3 to S2-7 are executed by the frequency analyzer or a computer connected thereto.
５．摩擦係数計算工程
上記のようにして完成した試験路面が摩擦評価試験機に備え付けられる。そして、試験路面が濡らされていわゆるＷＥＴ条件とされる。具体的には、水道水や純水等の水、又は界面活性剤入りの水が、試験路面に散水される。ＷＥＴ条件となることにより、摩擦力における凝着の項が小さくなる。
5. Friction coefficient calculation step The test road surface completed as described above is installed in the friction evaluation tester. Then, the test road surface is wetted and the so-called WET condition is set. Specifically, water such as tap water or pure water, or water containing a surfactant is sprinkled on the test road surface. By adopting the WET condition, the term of adhesion in frictional force is reduced.
次に、摩擦評価試験機において、ＷＥＴ条件下の試験路面にゴム試験片が押し付けられて一定の速度で滑らされる。そしてそのときの試験路面とゴム試験片との間の摩擦力が測定され、摩擦係数（例えば動摩擦係数）が計算される。 Next, in the friction evaluation tester, the rubber test piece is pressed against the test road surface under WET conditions and slid at a constant speed. Then, the frictional force between the test road surface and the rubber test piece at that time is measured, and the friction coefficient (for example, dynamic friction coefficient) is calculated.
ここで、試験路面がＷＥＴ条件となっているうえミクロな凹凸が除かれているため、ゴム試験片と試験路面との間の摩擦力において、凝着の項及びヒステリシスの項が小さくなっている。そのため、測定される摩擦力において、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用（例えば、ゴム試験片にサイプが形成されている場合は、そのサイプとマクロな凹凸との引っ掛かり）による摩擦力の割合が大きくなっている。また、計算される摩擦係数には、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用が大きく寄与している。 Here, because the test road surface is in the WET condition and the microscopic unevenness is removed, the terms of adhesion and hysteresis are small in the frictional force between the rubber test piece and the test road surface. .. Therefore, in the measured frictional force, the frictional force due to the interaction between the rubber test piece and the macro unevenness (for example, when a sipe is formed on the rubber test piece, the friction between the sipe and the macro unevenness) The proportion is increasing. Further, the interaction between the rubber test piece and macro unevenness greatly contributes to the calculated friction coefficient.
このような摩擦係数の計算が、複数のゴム試験片について行われる。例えば、サイプのあるものと無いもの、サイプの形状の異なるもの、ゴムの種類が異なるもの、等の異なるゴム試験片について摩擦係数が計算される。 Such a coefficient of friction calculation is performed on a plurality of rubber test pieces. For example, the friction coefficient is calculated for different rubber test pieces such as those with and without sipes, those with different shapes of sipes, and those with different types of rubber.
６．評価工程
次に、異なるゴム試験片についての摩擦係数の差分が求められる。すなわち、あるゴム試験片と試験路面との摩擦係数から、別のゴム試験片と試験路面との摩擦係数が減算される。そしてこの差分（すなわち減算結果）に基づき、ゴム試験片の違いによる、マクロな凹凸との相互作用の摩擦力への影響が評価される。
6. Evaluation Step Next, the difference in friction coefficient between different rubber test pieces is obtained. That is, the friction coefficient between a rubber test piece and a test road surface is subtracted from the friction coefficient between a rubber test piece and a test road surface. Then, based on this difference (that is, the subtraction result), the influence of the interaction with the macro unevenness on the frictional force due to the difference in the rubber test piece is evaluated.
例えば、サイプがあるゴム試験片とサイプがないゴム試験片のそれぞれの摩擦係数を求めてその差分を求めることにより、サイプがマクロな凹凸に引っ掛かることによる摩擦力への影響を評価することができる。 For example, it is possible to evaluate the effect on frictional force due to the sipe being caught in macroscopic unevenness by obtaining the difference between the friction coefficient of the rubber test piece with sipe and the friction coefficient of the rubber test piece without sipe. ..
また、サイプの形状が異なる複数のゴム試験片についてのそれぞれの摩擦係数を求めて差分を求めることにより、サイプの形状の違いが摩擦に及ぼす影響について評価することができる。 Further, by obtaining the difference between the friction coefficients of a plurality of rubber test pieces having different sipe shapes, it is possible to evaluate the effect of the difference in the sipe shape on friction.
サイプは主にマクロな凹凸との相互作用により摩擦力を生じさせるため、本実施形態の方法でマクロな凹凸との相互作用による摩擦力を見ることによって、初めて、サイプの有無やサイプの形状の違いが摩擦に及ぼす影響について正しく評価することができる。 Since the sipe mainly produces a frictional force by the interaction with the macro unevenness, the presence or absence of the sipe and the shape of the sipe can be first confirmed by observing the frictional force due to the interaction with the macro unevenness by the method of the present embodiment. The effect of differences on friction can be accurately evaluated.
また、ゴムの種類が異なる複数のゴム試験片についてのそれぞれの摩擦係数を求めて差分を求めることにより、ゴムの種類の違いが摩擦に及ぼす影響について評価することができる。 Further, by obtaining the difference between the friction coefficients of a plurality of rubber test pieces having different types of rubber, it is possible to evaluate the effect of the difference in the type of rubber on friction.
７．効果
本実施形態では、上記のように、実路面の凹凸を再現した模擬路面からミクロな凹凸が除去されて試験路面が作成され、その試験路面が濡らされて摩擦評価試験が行われるため、試験路面とゴム試験片との間の摩擦力においてヒステリシスの項及び凝着の項が小さくなる。そのため、ゴム試験片とマクロな凹凸との相互作用の摩擦への寄与を評価することができる。
7. Effect In the present embodiment, as described above, the test road surface is created by removing the micro unevenness from the simulated road surface that reproduces the unevenness of the actual road surface, the test road surface is wet, and the friction evaluation test is performed. In the frictional force between the road surface and the rubber test piece, the hysteresis term and the adhesion term are reduced. Therefore, it is possible to evaluate the contribution of the interaction between the rubber test piece and the macro unevenness to the friction.
さらに、本実施形態の方法において、種類の異なる複数のゴム試験片についてのそれぞれの摩擦係数が求められ、それらの摩擦係数の差分が求められることにより、マクロな凹凸により生じる摩擦力（具体例としては、サイプがマクロな凹凸に引っ掛かることによる摩擦力）の変化を評価することができる。 Furthermore, in the method of the present embodiment, the respective friction coefficients for a plurality of different types of rubber test pieces are obtained, and the difference between the friction coefficients is obtained, so that the frictional force generated by macro unevenness (as a specific example Can evaluate the change in frictional force) caused by the sipe being caught by macroscopic unevenness.
８．実施例
実際に行った評価について説明する。
8. Example The evaluation actually performed will be described.
ＲＡ、ＲＢの２種類のゴムでそれぞれ３つのゴム試験片が作成された。ゴムＲＡとゴムＲＢのそれぞれについて、サイプ無しのゴム試験片、サイプＳＡが形成されたゴム試験片及びサイプＳＢが形成されたゴム試験片が作成された。サイプＳＡとサイプＳＢとは形状が異なるものであった。それぞれのゴム試験片について、上記実施形態の方法で試験路面との間の摩擦係数が求められた。 Three rubber test pieces were prepared for each of the two rubbers R A and R B. For each of the rubber R A and the rubber R B , a rubber test piece without sipes, a rubber test piece with sipes S A and a rubber test piece with sipes S B were prepared. The sipes S A and Sipe S B had different shapes. For each rubber test piece, the coefficient of friction with the test road surface was obtained by the method of the above embodiment.
その結果は図５の通りであった。図５において、サイプ無しのゴム試験片の摩擦係数が１００となる指数で、それぞれのゴム試験片の摩擦係数が表されている。指数が大きいほど摩擦係数が大きいことを意味している。 The result was as shown in FIG. In FIG. 5, the coefficient of friction of a rubber test piece without sipes is 100, and the coefficient of friction of each rubber test piece is represented. The larger the index, the larger the friction coefficient.
図５から、ゴムＲＡに関しては、サイプＳＡ、サイプＳＢ、サイプ無しの順で摩擦係数が大きいことがわかった。また、ゴムＲＢに関しては、サイプＳＢ、サイプＳＡ、サイプ無しの順で摩擦係数が大きいことがわかった。この結果から、タイヤのトレッド部のゴムとしてゴムＲＡが用いられる場合は、トレッド部に形成されるサイプとしてサイプＳＡが適しており、タイヤのトレッド部のゴムとしてゴムＲＢが用いられる場合は、トレッド部に形成されるサイプとしてサイプＳＢが適していると言える。 From FIG. 5, it was found that the rubber R A had a larger friction coefficient in the order of sipe S A , sipe S B , and no sipe. Further, regarding the rubber R B , it was found that the friction coefficient was higher in the order of sipe S B , sipe S A , and no sipe. From this result, when the rubber R A is used as the rubber of the tread portion of the tire, and sipes S A is suitable as sipes are formed in the tread portion, when the rubber R B is used as the rubber of the tread portion of the tire It can be said that the sipe S B is suitable as the sipe formed in the tread portion.
１０…摩擦評価試験機、１２…ゴム試験片、１４…保持具、１６…試験路面、１８…荷重測定器、２０…制御装置、２２…第１駆動装置、２４…第２駆動装置、２６…制御部、２８…演算部、３０…入力部、３２…表示部 10... Friction evaluation tester, 12... Rubber test piece, 14... Holding tool, 16... Test road surface, 18... Load measuring device, 20... Control device, 22... First drive device, 24... Second drive device, 26... Control unit, 28... Arithmetic unit, 30... Input unit, 32... Display unit
Claims (3)
実路面の凹凸を再現した模擬路面を作成する工程と、
前記模擬路面からミクロな凹凸を除去して前記試験路面を作成する工程と、
濡らした前記試験路面に前記ゴム試験片を押し当てて滑らせて摩擦係数を求める工程とを含む、摩擦評価方法。 In a friction evaluation method including a step of pressing a rubber test piece against a test road surface and sliding it to obtain a friction coefficient,
The process of creating a simulated road surface that reproduces the unevenness of the actual road surface,
Removing the micro unevenness from the simulated road surface to create the test road surface,
And a step of sliding the rubber test piece against the wet test road surface to obtain a friction coefficient.
測定で得られた前記模擬路面の路面形状データに対してローパスフィルタをかけて得られた波形の表面粗さと、測定で得られた前記試験路面の路面形状データに対してローパスフィルタをかけて得られた波形の表面粗さとの差が５％以下であり、かつ、測定で得られた前記試験路面の路面形状データに対してハイパスフィルタをかけて得られた波形の表面粗さが１０μｍ以下となるように、
前記模擬路面からミクロな凹凸を除去して前記試験路面を作成する、請求項１又は２に記載の摩擦評価方法。 Of the wavelength components included in the road surface shape data, the low pass filter and the high pass filter are set with the frequency corresponding to the predetermined wavelength within the range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less as the cutoff frequency.
Surface roughness of the waveform obtained by applying a low pass filter to the road surface shape data of the simulated road surface obtained by measurement, and obtained by applying a low pass filter to the road surface shape data of the test road surface obtained by measurement The difference from the surface roughness of the obtained waveform is 5% or less, and the surface roughness of the waveform obtained by applying a high-pass filter to the road surface shape data of the test road surface obtained by the measurement is 10 μm or less. So that
The friction evaluation method according to claim 1, wherein the test road surface is created by removing microscopic unevenness from the simulated road surface.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018232798A JP7137455B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Friction evaluation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018232798A JP7137455B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Friction evaluation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020094903A true JP2020094903A (en) | 2020-06-18 |
| JP7137455B2 JP7137455B2 (en) | 2022-09-14 |
Family
ID=71084843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018232798A Active JP7137455B2 (en) | 2018-12-12 | 2018-12-12 | Friction evaluation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7137455B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7466436B2 (en) | 2020-11-24 | 2024-04-12 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber friction test method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05107156A (en) * | 1991-03-19 | 1993-04-27 | Goodyear Tire & Rubber Co:The | Method and device for testing tractive force in laboratory |
| JP2006082620A (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Nissan Motor Co Ltd | Road surface friction coefficient estimation device |
| JP2013104735A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Method of testing rubber wear |
| JP2016200563A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | 住友ゴム工業株式会社 | Evaluation method for sticking friction of rubber material |
| JP2017058244A (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 東洋ゴム工業株式会社 | Rubber friction test method |
| JP2017167066A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Friction performance prediction method |
-
2018
- 2018-12-12 JP JP2018232798A patent/JP7137455B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05107156A (en) * | 1991-03-19 | 1993-04-27 | Goodyear Tire & Rubber Co:The | Method and device for testing tractive force in laboratory |
| JP2006082620A (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Nissan Motor Co Ltd | Road surface friction coefficient estimation device |
| JP2013104735A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Method of testing rubber wear |
| JP2016200563A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-01 | 住友ゴム工業株式会社 | Evaluation method for sticking friction of rubber material |
| JP2017058244A (en) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 東洋ゴム工業株式会社 | Rubber friction test method |
| JP2017167066A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 住友ゴム工業株式会社 | Friction performance prediction method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7466436B2 (en) | 2020-11-24 | 2024-04-12 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber friction test method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7137455B2 (en) | 2022-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2526409B1 (en) | Site based quantification of substrate topography and its relation to lithography defocus and overlay | |
| CN103994741B (en) | A kind of method and apparatus measuring thicknesses of layers | |
| JP2005522690A (en) | Method and apparatus for determining the properties of a test material by a scratch test | |
| JP6962749B2 (en) | Rubber adhesion test method and rubber adhesion test system | |
| TWI624349B (en) | Adjusting method for imprint apparatus, imprinting method, and article manufacturing method | |
| WO2011002804A2 (en) | Methods and apparatus to predict etch rate uniformity for qualification of a plasma chamber | |
| JP2020094903A (en) | Friction evaluation method | |
| KR20210070214A (en) | Simulation method, simulation apparatus, and computer program | |
| US20110132871A1 (en) | Shear sensors and uses thereof | |
| Hartung et al. | Numerical determination of hysteresis friction on different length scales and comparison to experiments | |
| CN109470630A (en) | Rubber friction test method | |
| Tian et al. | Dynamic modelling of the fidelity of random surface measurement by the stylus method | |
| CN111027022B (en) | Method for evaluating service life of brake pad | |
| KR20200141951A (en) | Simulation method, simulation apparatus, storage medium, film forming method, and method of producing cured product | |
| Tian et al. | Vibration analysis of stylus instrument for random surface measurement | |
| CN102564945B (en) | Method and device for measuring and evaluating password lamination property of telecommunication card | |
| JP2020085843A (en) | Method for evaluating friction | |
| Hutchings et al. | Laboratory Simulation of the industrial ceramic tile polishing process | |
| CN109596290B (en) | Method for measuring Young modulus of MEMS micro-beam material in situ | |
| JP6993201B2 (en) | Evaluation method of contact characteristics | |
| KR101901789B1 (en) | Measurement method for a residual stress of materials | |
| CN106163779A (en) | Releasability forecast model | |
| JP2024074358A (en) | Friction Test Method | |
| JP2024082148A (en) | Tire characteristic evaluation method | |
| KR19990023982A (en) | Abrasive simulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211015 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220817 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220830 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220902 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7137455 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |