JP3153396U - 摩擦接触物、およびそれを利用した製品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い摩擦性能を有する、新規な構造の摩擦接触物を提供する。【解決手段】摩擦接触物１は、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材２が、所定形状に成型されてなる。摩擦接触物１を利用してタイヤ、自転車用のブレーキパッド、履物５の底面５０、室内用または室外用のマットを作成する。【選択図】図４

Description

この考案は、対象となる路面や床面または機械部品などに摩擦接触するタイヤ、ブレーキパッド、履物およびマットなどに関するものであり、特にそれらを含む様々な摩擦、接触部分を形成可能な摩擦接触物を製造する分野は勿論のこと、その輸送、保管、組み立ておよび設置に必要となる設備、器具類を提供、販売する分野から、それら資材や機械装置、部品類に必要となる素材、例えば、木材、石材、各種繊維類、プラスチック、各種金属材料等を提供する分野、それらに組み込まれる電子部品やそれらを集積した制御関連機器の分野、各種計測器の分野、当該設備、器具を動かす動力機械の分野、そのエネルギーとなる電力やエネルギー源である電気、オイルの分野といった一般的に産業機械と総称されている分野、更には、それら設備、器具類を試験、研究したり、それらの展示、販売、輸出入に係わる分野、将又、それらの使用の結果やそれを造るための設備、器具類の運転に伴って発生するゴミ屑の回収、運搬等に係わる分野、それらゴミ屑を効率的に再利用するリサイクル分野などの外、現時点で想定できない新たな分野までと、関連しない技術分野はない程である。

（着目点）
冬期に凍結した路面は非常に滑り易く、雪道の歩行者が転倒して打撲傷や骨折事故に至ったり、自動車がスリップして交通事故を引き起こしてしまったりする外、豪雪地帯では、雪下ろしの作業中に屋根から転落してしまう事故が毎年のように発生するなど、雪上や氷上でのスリップは、大きな被害に繋がる虞があり、歩行者の転倒防止を目的に靴底の溝形状を工夫したり、または滑り止め用の金具を取り付けたものなど様々な靴や長靴などが開発されているが、こうした靴底の溝形状の変更では期待するような滑り止め効果を得ることが極めて困難であり、また、硬質な金具を凍結面に突き立てて摩擦を得るスパイク金具類は、建築物の床面や雪降ろし作業中に屋根を傷付けてしまったり、誤って人やペットの足を踏みつけてしまったときに傷付けてしまうことも懸念され、また、自動車の冬用タイヤにあっても同様に、ゴム素材やトレッドパターンの様々なものが開発されていて、雪道の制動距離を短縮しょうとする企業努力が絶え間なく行われているが、開発された新製品が従来品に比較して僅かな制動距離の短縮に留まるものが殆どであって、大幅に制動距離を短縮できるものは未だ開発さていない。

こうした状況を憂慮し、例えば、下記の特許文献１（１）に提案されているものに代表されるように、靴底の土踏まずと土踏まずに対向するヒール部の台構成部分に滑り止め部を設けるなどして靴底の溝形状を改良し、雪中での高所への昇り降りや傾斜地の歩行などを安全なものにするようにしたものや、同特許文献１（２）に見られるような、天然ゴムおよび／または合成ゴムからなるゴム組成物のゴム成分に対してケラチン粉末の所定量を含有してなり、耐滑り性に秀れたゴム組成物を提供可能としたものなどが散見される外、氷上の走行性能や制動性能の向上とは別の目的を達成するものとして、例えば、特許文献１（３）のように、タイヤトップトレッド部に、トルマリン粉体を練り込んでなり、走行に伴って摩耗、拡散するトルマリン粉体が、マイナスイオンの発生や、それによる金属腐敗の防止、脱臭効果などを生じて道路周辺の環境を改善可能とするようにしたものなどが開発されている。
（１）特開平１０−１１３２０１号公報 （２）特開平５−１７９０７２号公報 （３）特開２００２−３１６５０９号公報

（問題意識）
上述したとおり、従前までに提案のある各種靴底の中、靴底の溝パターンを工夫して、形状的に滑り難くい靴を提供しようとするものは、雪上や凍結路面に突起部分を打ち込むように食い込ませて、滑り止め効果を得ようとするものであるが、溝パターン面積を増加すると、平面氷上での摩擦力の強化に不可欠な接地平面面積が減少してしまうという欠点があって、その滑り止め効果には自ずと限界が有るといわざるを得ないものであり、また、ゴム成分にケラチン粉末などの有機物を添加したものは、摩擦性能を高めることができるものの、耐摩耗性が悪化させて製品寿命を低下させてしまうという欠点があり、さらにまた、トレッド部にトルマリン粉体を練り込んでなるタイヤは、走行中にトレッド部を積極的に摩耗させてトルマリン粉体を周囲環境中に拡散させるのを目的とするものであるから、トルマリン粉体を効率的に拡散するためには、トレッド部が容易に摩耗しなければならず、現状では、タイヤのゴム成分とトルマリン粉体との混合割合について不明であり、当然のことながら、路面とタイヤとの摩擦に関しての情報が全くないから、こうした従前までに開示されている技術に基づいて製造したトルマリン粉体を混合してなるタイヤや靴底などが、効果的な滑り止め効果を発揮するか、否かについては、これまで検証されておらず全く不明であり、タイヤや靴底などの滑り止め効果を大幅に改善し得る技術については未だ存在しないという状況にある。

特に、トルマリンは、圧電効果や焦電効果、吸光型偏光子の特性をもち、モース高度７ないし７．５であって、防菌、防黴、鮮度保持、動植物の生育促進、アルデヒドなどの分解脱臭、遠赤外線発生、ストレス緩和など実に多様な効果を発揮するものとして、これまで様々な用途の製品開発がなされてきたが、その摩擦力や吸引力、吸着力などの利用についての技術開発に関しては行われていなかった。

（考案の目的）
そこで、この考案は、トルマリンのこれまで全く見出されていなかった特性を活かして、従前までの滑り止め技術を各段に進歩させることができる新たな素材技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の摩擦接触物、およびそれを利用した新規な構造の製品を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの考案を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。

（考案の構成）
図面に示すこの考案を代表する実施例からも明確に理解されるように、この考案の摩擦接触物は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとした構成を要旨とする摩擦接触物である。

この基本的な構成からなる摩擦接触物を、より具体的に示すと、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、５：５の重量割合で均質に混合された摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとした構成からなる摩擦接触物となる。

この基本的な構成からなる摩擦接触物を表現を変えて示すと、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材１ないし４に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を９ないし６の重量割合となる１：９，２：８，３：７または４：７の何れか、またはそれら何れかに近い割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとした構成からなる摩擦接触物となる。

さらに具体的には、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなり、加熱熔融状態にある弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型および加硫されてなるものとした構成からなる摩擦接触物となる。

換言すると、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとした構成からなる摩擦接触物となる。

（関連する考案）
上記した摩擦接触物に関連し、この考案には、それを利用した各種工業製品も包含している。
即ち、摩擦調整用複合素材が、タイヤのトレッド部を形成するよう、同タイヤのトレッド面に一体化成型されてなるものとした、この考案の摩擦接触物を利用してなるタイヤである。
また、摩擦調整用複合素材が、自転車用のブレーキパッドを形成するよう成型されてなるものとした、この考案の摩擦接触物を利用したブレーキパッドも含まれる。

そして、摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用の靴などの履物の底を形成するよう、履物の底面に一体化されてなるものとした、この考案の摩擦接触物を利用した履物が含まれている。
さらには、摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用のシート状マットそれ自体を形成するよう成型するか、または、マット最外層の一部あるいは全部を形成するよう、同マットの最外層に一体化成型するかの何れか一方とされてなる、この考案の摩擦接触物を利用したマットも含むものである。

以上のとおり、この考案の摩擦接触物によれば、上記したとおりの固有の特徴ある構成から、従前までの天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる各種摩擦接触物に比較して遙かに秀れた摩擦性能を発揮するものとなり、特に、金属表面や氷表面との摩擦性能は、従来品に比較して各段に高い摩擦性能が得られるものであり、あらゆる産業に広く応用することができるものとなる。

加えて、天然樹脂や合成樹脂は、摩擦によってプラスの電荷を帯びて、劣化が早く進んでしまうという欠点をもつが、トルマリン粉末は、これを打ち消すマイナスの電荷を発生する性質を有していて、天然樹脂や合成樹脂の劣化を防止し、従来品に比較してより長寿命の摩擦接触物を提供することができるという秀れた効果を奏するものとなる。

さらに、弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、５：５の重量割合で均質に混合された摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなる摩擦接触物は、それ以外の割合で混合したものに比較して、高い摩擦性能と耐久性とを最もバランス良く発揮できるものとすることができ、弾性結合材９ないし６に対してトルマリン粉末を１ないし４の重量割合となる９：１，８：２，７：３，６：４の何れかの割合で混合した摩擦調整用複合素材を成型したものの場合には、５：５の重量割合のものに比較して、摩擦性能は劣ることが予想されるが、しかし、何れの混合割合の場合にあっても、トルマリン粉末を全く含まない従来品に比較すれば、各段に秀れた摩擦性能を発揮するものであることに変わりない。

そして、５：５の重量割合以外の、弾性結合材１ないし４に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を９ないし６の重量割合となる１：９，２：８，３：７または４：７の何れか、またはそれら何れかに近い割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなる摩擦接触物は、前記５：５の重量割合で混合したもに比較して、トルマリン粉末の混合比率の増加に従い、摩擦性能は次第に高まると予想されるが、弾性結合材の混合比率が減少するに従い、結合強度が低下してしまうことが予想されるものでもあって、応用する製品に応じて両者の配合割合を注意深く選択するべきであり、しかし、何れの混合割合の場合にあっても、トルマリン粉末を全く含まない従来品に比較すれば、各段に秀れた摩擦性能を発揮するものである。

さらに、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなり、加熱熔融状態にある弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型および加硫されてなる摩擦接触物は、加熱熔融状態にある弾性結合材にトルマリン粉末を混合し、成型してなるものであるから、それ以外の構造のものに比較して、トルマリン粉末粒子が、より一段と均質に配置されたものとなり、摩擦接触物の接触面の全体にわたり均一な摩擦性能と耐久性能とを得ることができるという特徴が得られる。

天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなる摩擦接触物は、様々なゴム製摩擦用部品や製品の一部または全部を形成するものとなり、ゴム製品の特徴を活かして弾性、耐衝撃性、緩衝性、防水性、断熱性、防音性、その他の様々な特性を有する摩擦接触物を提供可能とするものである。

トルマリン粉末の粒径を１ないし１００μｍに設定してなる摩擦接触物は、粒径を１ｍｍに設定したトルマリン粉末を混合した摩擦調整用複合素材からなる摩擦接触物に比較して、より高い摩擦性能を得ることが可能であり、しかも硬質なトルマリンの粒子が、接触対象物に傷付けたりするのを防止することができる上、トルマリンの粒子に摩擦が集中して樹脂表面から脱落してしまうのを阻止できるという効果を発揮するものとなる。

トルマリン粉末の粒径を１ないし４２μｍに設定してなる摩擦接触物は、前記１ないし１００μｍの粒径に設定したトルマリン粉末を混合したものに比較して、より一段と摩擦性能を高めたものとすることができ、さらに、トルマリン粉末の粒径を１ないし３μｍに設定してなる摩擦接触物は、それ以外の粒径に設定したトルマリン粉末を混合したものに比較して、最も秀れた摩擦性能を達成可能なものとすることができる。

そして、摩擦調整用複合素材が、タイヤのトレッド部を形成するよう、同タイヤのトレッド面に一体化成型されてなる、当該摩擦接触物を利用したタイヤは、乾燥路面だけでなく、雨で濡れた路面や雪上でも極めて高いグリップ性能を発揮して、駆動力を路面に確実に伝達するものとなるから、従来品より遙かに低燃費で走行可能である上、濡れた路面や氷上での制動距離を大幅に短縮し、従来型のタイヤでは全く不可能な水準の安全走行を実現可能とすることができ、しかもトルマリン粉末がタイヤ全体の劣化を防止して、より長寿命のタイヤを提供可能とし、安全性だけでなく経済性にも秀れ、自然環境に優しいタイヤを提供できる。

摩擦調整用複合素材が自転車用のブレーキパッドを形成するよう成型されてなる、当該摩擦接触物を利用したブレーキパッドは、雨天や雪中の運転で、リムやディスクなどが濡れたり氷結しているような悪条件下であっても、従来品に比較して各段に高い制動性能を発揮できるものとなり、したがって、軽いブレーキ操作で充分な制動力を得ることができると共に、磨り減り量が少なく長寿命で経済的に秀れた安全性能を達成する自転車およびそのブレーキ装置の提供に貢献できるものとなる。

摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用の靴などの履物の底を形成するよう、履物の底面に一体化されてなる当該摩擦接触物を利用した履物は、特に滑り易い氷上や滑り易い濡れた床面上などを歩行する場合に、従来品より遙かに秀れた滑り止め効果を発揮することとなり、転倒による怪我や雪下ろし作業中の屋根からの滑落事故などを未然に防ぐことができ、従前まで極めて危険であった氷上歩行や雨雪中の高所作業などを各段に安全なものとすることができるという秀れた効果を発揮できる。

また、摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用のシート状マットそれ自体を形成するよう成型するか、または、マット最外層の一部あるいは全部を形成するよう、同マットの最外層に一体化成型するかの何れか一方とされてなる当該摩擦接触物を利用したマットは、同マットの接地面の摩擦性能を高め、マット上を歩行したときに、同マット下の接地面が濡れていたり、積雪または氷結していたりするような悪条件に拘わらず、マット自体が接地面上を滑ってズレ動いてしまうのを確実に防止できるものとすることが可能である外、該マットの上面の摩擦性能も高めることになって、同マット上を移動する歩行者の足下との摩擦を高め、より安定した歩行を実現化することができるなど、従来品より遙かに安全で定着力に秀れた室内用または室外用のマットを提供することができる。

上記したとおりの構成からなるこの考案の実施に際し、その最良もしくは望ましい形態について説明を加えることにする。
摩擦調整用複合素材は、それを所定形状に成型することにより、摩擦接触物を形成可能とする機能を果たし、弾性結合材に対して所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合してなるものとしなければならず、例えば、タイヤのトレッド部や自転車用のブレーキパッド、靴やサンダルなどの履物の底面、シート状マットの一部または全部などの外、各種ハンドルやペンなどのグリップ、各種ペダル、家具類の滑り止め脚部など様々な製品の一部または全部などを形成するものとすることができる。

弾性結合材は、摩擦調整用複合素材の結合材となる機能を果たし、天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなるものとしなければならず、天然樹脂は、植物由来や動物由来の樹脂であり、ＮＲ（天然ゴム）もその一つとすることができ、また、合成樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミドなどの熱硬化性樹脂の外、汎用プラスチックである各種ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂などの汎用プラスチックや、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート、環状ポリオレフィンなどといったエンジニアリング・プラスチック、さらにポリフェニレンスルファイド、ポリテトラフロロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチック、そして、その他のガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックなどの複合材料、または、合成ゴムであるＮＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）、ＳＩ（シリコーンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、Ｈ−ＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＢＲ（ブタジエンラバー）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルフォン化ポリエチレン）、ＡＣＭ・ＡＮＭ（アクリルゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、ＥＣＯ（エピクロルヒドリンゴム）の何れか、または、それら同士、または、天然樹脂との混合物とすることが可能であり、さらに、例えば天然ゴム、合成ゴム、カーボンブラック、硫黄、酸化亜鉛（亜鉛華）など、使用目的に応じて適切に選択した原材料および配合剤を混合してなるものなどとすることができる。

トルマリン（日本名：電気石）は、その粉末化されたものを弾性結合材に対して所定割合で均質に混合し、摩擦調整用複合素材を製造可能とするものであり、結晶を加熱すると電気を帯びる性質を有する鉱物であるということができ、その粒径を１ないし１００μｍに設定することができる外、粒径を１ないし４２μｍか、または１ないし３μｍに設定してなるものとすることができ、例えば鉄電気石（ｓｃｈｏｒｌ）、苦土電気石（ｄｒａｖｉｔｅ）、リシア電気石（ｅｌｂａｉｔｅ）、オーレン電気石（ｏｌｅｎｉｔｅ）、鉄灰電気石（ｆｅｒｕｖｉｔｅ）、灰電気石（ｕｖｉｔｅ）、フォイト電機子（ｆｏｉｔｉｔｅ）、苦土フォイト電気石（ｍａｇｎｅｓｉｏｆｏｉｔｉｔｅ）の何れか、またはそれらの混合部物とすることができる外、アクローアイト、ルーベライト、シベライト、インディコライト、ドラバイト、ショール、パライバ、バイカラー、パーティカラー、ウォーターメロンなどと称される宝石類としてのトルマリンとすることも不可能ではない。

タイヤは、自動車用、航空機用、オートバイ用、自転車用など様々な用途に用いられているものとすることが可能であり、少なくともその接地面であるトレッド部を当該摩擦調整用複合素材で形成してなるものとしなければならず、また、ブレーキパッドは、自転車用キャリパーブレーキ、カンティブレーキ、Ｖブレーキなどのリムブレーキや、ディスクブレーキ、バンドブレーキ、内拡ブレーキ、ローラーブレーキ、コースターブレーキのようなハブブレーキなどのブレーキパッド部分を当該摩擦調整用複合素材で形成してなるものとしなければならない。

履物は、革靴や運動靴、ウォーキングシューズなどの各種シューズの外、サンダル、長靴、作業靴、登山靴、かんじき、地下足袋、スリッパ、靴下など様々な履物とすることができ、それら何れかの底面の接地面の一部または全部が、擦調整用複合素材で形成してなるものとしなければならず、また、マットは、室内用または室外用として様々な用途に用いられる各種のシート類やクッション類などとすることができ、例えば、全体または表裏面両最外層、あるいは表裏面最外層の何れか一方を擦調整用複合素材で形成してなるものとした、カーペット、フロアマット、コルクカーペット、タイルカーペット、防音カーペット、絨毯、ウッドカーペット、各種運動用マット、各種床材、座布団、クッション、マットレス、家具類用の滑り止めシートなどの屋内用のものや、レジャーシート、テント用グランドシート、人工芝、玄関マット、防水シートなどの屋外用のものなどとすることができる。
以下では、図面に示すこの考案を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。

図１の自動車用タイヤの断面図、図２の自転車用ブレーキシューの斜視図、図３の靴の側面図、図４の靴の底面図、および、図５のフロアマットの斜視図に示す事例は、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対して、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を、所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材２が、所定形状に成型されてなるものとした、この考案の摩擦接触物における代表的な幾つかの実施例を示すものである。

それら各図からも明確に把握できるとおり、この考案の摩擦接触物１は、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方が加熱熔融状態にある弾性結合材に対し、粒径が１ないし３μｍに粉砕加工されたトルマリン粉末を、互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる摩擦調整用複合素材２を、図１中に示すように、天然ゴム、合成ゴム、カーボンブラック、硫黄、老化防止剤、加硫促進剤などを原材料とする自動車用タイヤ３のトレッド面３０に対し、トレッド部３１を形成するよう一体化成型されてなるものや、図２中に示すように、当該摩擦調整用複合素材２が、自転車のブレーキシュー４用のパッド４０とするよう成型されたもの、または、図３および図４中に示すように、摩擦調整用複合素材２が、靴５の靴底５０全体か、踵部分５１および靴底最下層部分５２の何れかに成型されてなるもの、あるいは、図５中に示すように、ウレタン層６０の上面にフェルト層６１を積層一体化したフロアマット６の、同ウレタン層６０の下面に、摩擦調整用複合素材２による接地層６２を積層一体化、形成してなるものとすることができる。

（実施例１の作用）
以上のとおりの構成からなるこの考案の自動車用タイヤ３のトレッド部３１や、自転車のブレーキシュー４用のパッド４０、靴５の靴底５０、および、フロアマット６の接地層６２は、何れも同様の摩擦調整用複合素材２からなる摩擦接触物１であり、その摩擦性能については、以下のような摩擦性能実験装置７を用いた実験によって明らかにしてゆくこととする。

図６の摩擦性能実験装置の斜視図、図７の氷上摩擦性能実験中の摩擦性能実験装置の斜視図、図８の試料ゴムシートの平面図および側面図、図９の氷ブロックの平面図および正面図、図１０の錘の三面図、図１１の金属板上摩擦性能実験用アルミ板の側面図、図１２の傾斜を変更可能な氷上摩擦性能実験用氷路の側面図、図１３の氷上摩擦性能実験用氷路の平面図および背面図、図１４の４０°に傾斜した氷上摩擦性能実験用氷路の斜視図、図１５の実験中の水平氷路の側面図、図１６の１０°に傾斜した氷路の側面図、図１７の２０°に傾斜した氷路の側面図、図１８の３０°に傾斜した氷路の側面図、および、図１９の４０°に傾斜した氷路の側面図に示すように、当該摩擦性能実験装置７を用いて、下記表１中に示す、試料Ｎｏ．１（Ａ）ニトリルゴム（ＮＢＲ）７０°シート（ａ：２５ｃｍ×ｂ：１１ｃｍ×ｃ：０．３ｃｍ）、同一寸法であってニトリルゴム（ＮＢＲ）７０°に４２μｍに粉砕加工されたトルマリン粉末を、互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる試料Ｎｏ．２（Ｂ）、および、同一寸法であってニトリルゴム（ＮＢＲ）７０°に１ないし３μｍに粉砕加工されたトルマリン粉末を、互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる試料Ｎｏ．３（Ｃ）について以下のような実験を行った。
図６中の実線矢印は、各試料Ｎｏ．１（Ａ）、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）の実験中の滑り方向を示す。

（金属板滑落実験）
図６および図１１中に示すように、角度θを４０°としたアルミニウム板７０上面に、乾燥状態にある各試料Ｎｏ．１（Ａ）ないしＮｏ．３（Ｃ）を夫々平置き状に接地させて滑落実験を行ったところ、表２中に示すように、試料Ｎｏ．１（Ａ）は接地位置に留まることなくアルミニウム板７０の下端まで速やかに滑落し、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）は、双方とも接地位置にそのまま留まり、落下することはなかった。
さらに、滑落した試料Ｎｏ．１（Ａ）のみを水に濡らしてから再度、乾燥状態のアルミニウム板７０上面に接地させたところ水膜で密着し、落下せずに接地位置に留まった。

そして、表２に示した結果は、アルミニウム板７０だけでなく、同じ４０°に傾斜させたステンレス板でも同じ結果を得た。

（水平氷上摩擦実験）
図７、図９、図１０、図１２、図１３および図１５中に示すように、アルミニウム板７０を取り外した摩擦性能実験装置７には、巾２４ｃｍ、深さ５ｃｍの凹字状断面形で、長さＬ１（９０ｃｍ）の傾斜路７２と、同一断面形状で長さＬ２（１３０ｃｍ）の水平路７３とを蝶番で連結し、該傾斜路７２の遊端が、同遊端に対峙するよう立設した左右支柱７４，７４間に挿し渡すよう貫通してなる支持杆７５によって、図１２中に示すように、０°、θ１（１０°）ないしθ４（４０°）の角度範囲内で１０°単位毎に傾斜角度を設定、支持可能とするよう形成してあり、当該水平路７３の連結されていないがわの端部には、滑走距離を制限可能なストッパ板７６を設け、各傾斜路７２および水平路７３の凹字状溝内に、図９に示すように、巾ｄ：２４ｃｍ、厚さｅ：６ｃｍ、奥行きｆ：任意寸法であって、上面中央に巾ｇ：１５ｃｍ、深さｈ：５ｍｍのガイド溝７８を奥行き方向に連続するよう形成した氷ブロック７７，７７，……の複数個が、図７中に示すように、全長Ｌ：２２０ｃｍに渡って面一状に連続状配列されてなる氷路７１があり、同当該傾斜路７２を水平姿勢として、同傾斜路７２の端部氷ブロック７７，７７，……ガイド溝７８，７８，……上に、図１５（図７）中に示すように、試料Ｎｏ．１（Ａ）を置き、その上に重さ２ｋｇの錘８を載せてから、同図１５中の白抜き矢印で示すよう、水平路７３のストッパ板７６がわに向けて一定の加速度を与えて滑走実験を行い、その後、同じ実験を試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）について順次行い、同図１５および表３中に示すような結果を得た。

図１５および表３中に示すように、試料Ｎｏ．１（Ａ）は、距離Ｊ：１６３ｃｍ滑走して止まり、試料Ｎｏ．２（Ｂ）は、距離Ｋ：５７ｃｍ滑走して止まり、試料Ｎｏ．３（Ｃ）は、距離Ｍ：３０ｃｍ滑走して止まった。

（傾斜１０°の摩擦実験）
図１６に示すように、氷路７１傾斜路７２の傾斜角度θ１を１０°に設定して滑走実験を行い、次の表４のような結果が得られた。

傾斜路７２端氷上に試料Ｎｏ．１（Ａ）を置き、その上に重さ２ｋｇの錘８を載せて放したところ、図１６および表４中に示すように滑り落ち、また、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）は共に、吸着または固定状となって全く滑らなかった。

（傾斜２０°の摩擦実験）
図１７に示すように、氷路７１傾斜路７２の傾斜角度θ２を２０°に設定して滑走実験を行ったところ、表５の結果を得た。

傾斜路７２端氷上に試料Ｎｏ．１（Ａ）を置き、その上に重さ２ｋｇの錘８を載せて放したところ、図１７および表５中に示すように、勢いよくストッパ板７６に達して停止し、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）は共に、吸着または固定状となって故意に強い力で押しても全く滑らなかった。

（傾斜３０°の摩擦実験）
図１８に示すように、氷路７１傾斜路７２の傾斜角度θ３を３０°に設定して滑走実験を行ったところ、以下の表６に示すとおりの結果を得た。

傾斜路７２端氷上に試料Ｎｏ．１（Ａ）を置き、その上に重さ２ｋｇの錘８を載せて放したところ、図１８中に示すように、水平路７３（図１２中に示す長さＬ２：１３０ｃｍ）をストッパ板７６に達するまで勢いよく滑走して衝突するように停止し、前滑走距離を測定することは不可能であり、水平路７３（図１２中に示す長さＬ２：１３０ｃｍ）上を２ｍ（想定）の距離まで滑走する勢いで衝突、停止したと考えられ、また、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）は共に、吸着または固定状となって強い力で押しても全く滑らなかった。

（傾斜４０°の摩擦実験）
図１９に示すように、氷路７１傾斜路７２の傾斜角度θ４を４０°に設定して滑走実験を行った結果を、表７に示す。

傾斜路７２端氷上に試料Ｎｏ．１（Ａ）を置き、その上に重さ２ｋｇの錘８を載せて放したところ、図１９中に示すように、水平路７３（図１２中に示す長さＬ２：１３０ｃｍ）をストッパ板７６に達するまで勢いよく滑走して衝突するように停止し、前滑走距離を測定することは不可能であり、水平路７３（図１２中に示す長さＬ２：１３０ｃｍ）上を３ｍ（想定）の距離まで滑走する勢いで衝突、停止したと考えられ、また、試料Ｎｏ．２（Ｂ）および試料Ｎｏ．３（Ｃ）は共に、吸着または固定状となって滑らず、強い力で故意に押したところ、試料Ｎｏ．２（Ｂ）は、水平路７３上の距離Ｋ：９９ｃｍ滑走して止まり、試料Ｎｏ．３（Ｃ）は、水平路７３上の距離Ｍ：６６ｃｍ滑走して止まった。

（実施例１の効果）
以上のような構成からなる実施例１の図１に示したタイヤ３は、前記実施例１の作用の項に示した各実験結果からも明らかなように、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対して、粒径を１ないし３μｍに設定したトルマリン粉末を互いに５：５の重量割合で均質に混合してなるトレッド部３１が、従来品に比較して各段に高い摩擦性能を発揮するもんとなり、自動車の氷上における走行、旋回および制動の各性能を飛躍的に向上すると共に、トルマリン粉末が弾性結合材を保護して経年劣化を阻止し、従来品よりも遙かに長寿命のタイヤ３を提供可能とすることができる。

また、図２に示した天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対し、粒径を１ないし３μｍに設定したトルマリン粉末を互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる自転車用のブレーキパッド４０は、自転車用イヤのリムやブレーキ用ディスクローターなどが乾燥状態や、雨滴、雪などが付着して滑り易くなっている場合などであっても、自転車の制動性能を大幅に高めることができると共に、劣化が少なく各段に耐久性に秀れた自転車用ブレーキシュー４を提供することができる。

そして、図３および図４中に示した、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対して、粒径を１ないし３μｍに設定したトルマリン粉末を互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる靴底５０は、雨で濡れたり、積雪したり、または凍結していたりする路上の歩行を、従来品と比較して各段に安全なものとすることができ、転倒や転落などを確実に防止できる靴５を提供可能とすることができ、図示しない長靴や安全靴などに応用して雪下ろしなどの雪上や氷上の高所作業を各段に安全なものとすることができる。

さらにまた、図５中に示す、天然ゴムかまたは合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対し、粒径を１ないし３μｍに設定したトルマリン粉末を互いに５：５の重量割合で均質に混合してなる接地層６２を有したマット６は、ウレタン層６０および上面フェルト層６１が、高いクッション性能を発揮すると共に、接地層６２が床面との間で各段に高い摩擦力を発揮して、当該マット６上で走り回るような激しい動きをした場合であっても、確りと定着して不用意にズレ動かず、従来品よりも遙かに安全性の高いマット６を提供することができる。

（結 び）
叙述の如く、この考案の摩擦接触物、およびそれを利用した製品は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からの天然樹脂製や合成樹脂製の各種摩擦接触物に比較して各段に高い摩擦性能と耐久性とを達成し、生活の様々な場面で安全性を高めることができると共に、トルマリン粉末が弾性結合材の劣化を防止して長寿命で遙かに経済的なものとすることができる上、自然環境に優しい製品を提供できるものとなるから、従来製品よりも各段に強い冬道走行性能を求める顧客ニーズに充分に応えることができなかったタイヤ業界やそれに係る自動車業界はもとよりのこと、オートバイ業界や自転車業界および航空業界に留まらず、雪道の転倒を減らし、効率的な歩行やランニングを実現化したい靴業界やスポーツ用品業界、室内外での足下のスリップを防止して転倒事故などを減らしたいインテリア、エクステリア業界、および、凍結路の自動車運転や高所の雪下ろし作業など冬期の危険を低減したいと願う降雪地帯に住む人々、ならびに子供や高齢者の転倒事故を減らしたいと考える一般家庭などに至るまで高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。

図面は、この考案の摩擦接触物、およびそれを利用した製品の技術的思想を具現化した代表的な実施例を示すものである。
自動車用タイヤを示す断面図である。 自転車用のブレーキシューを示す斜視図である。 靴を示す側面図である。 靴底を示す底面図である。 シート状のマットを示す斜視図である。 摩擦性能実験装置および試料類を示す斜視図である。 摩擦性能実験装置の氷路を示す斜視図である。 試料ゴムシートを示す平面図および側面図である。 氷ブロックを示す平面図および正面図である。 錘を示す三面図である。 傾斜姿勢に支持したアルミニウム板を示す側面図である。 傾斜路の傾斜範囲を示す氷路の側面図である。 氷上摩擦性能実験用氷路を示す平面図および背面図である。 傾斜路を４０°に傾斜した氷路を示す斜視図である。 傾斜路を水平にした氷路を示す側面図である。 傾斜路を１０°に傾斜した氷路を示す側面図である。 傾斜路を２０°に傾斜した氷路を示す側面図である。 傾斜路を３０°に傾斜した氷路を示す側面図である。 傾斜路を４０°に傾斜した氷路を示す側面図である。

１ 摩擦接触物
２ 摩擦調整用複合素材
３ タイヤ
３０ 同 トレッド面
３１ 同 トレッド部
４ 自転車用ブレーキシュー
４０ 同 パッド
５ 靴（履物）
５０ 同 靴底
６ マット
６０ 同 ウレタン層
６１ 同 上面フェルト層
６２ 同 接地層（マット最外層）
Ａ 試料Ｎｏ．１
Ｂ 試料Ｎｏ．２
Ｃ 試料Ｎｏ．３
ａ 同 試料ゴムシートの長さ寸法
ｂ 同 試料ゴムシートの巾寸法
ｃ 同 試料ゴムシートの厚み寸法
７ 摩擦性能実験装置
７０ 同 アルミニウム板
θ 同 アルミニウム板の傾斜角度４０°
７１ 同 氷路
Ｌ 同 氷路全長
７２ 同 傾斜路
Ｌ１ 同 傾斜路長
θ１ 同 傾斜路の傾斜角度１０°
θ２ 同 傾斜路の傾斜角度２０°
θ３ 同 傾斜路の傾斜角度３０°
θ４ 同 傾斜路の傾斜角度４０°
７３ 同 水平路
Ｌ２ 同 水平路長
７４ 同 左右支柱
７５ 同 支持杆
７６ 同 ストッパ板
７７ 同 氷ブロック
ｄ 同 氷ブロック巾寸法
ｅ 同 氷ブロック厚み寸法
ｆ 同 氷ブロック奥行き寸法
７８ 同 ガイド溝
ｇ 同 ガイド溝巾寸法
ｈ 同 ガイド溝深さ寸法
８ 錘
Ｊ 試料Ｎｏ．１の滑走距離
Ｋ 試料Ｎｏ．２の滑走距離
Ｍ 試料Ｎｏ．３の滑走距離

Claims (12)

1. 天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとしたことを特徴とする摩擦接触物。
2. 天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を５：５の重量割合で均質に混合してなる摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとしたことを特徴とする摩擦接触物。
3. 天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなる弾性結合材１ないし４に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を９ないし６の重量割合となる１：９，２：８，３：７または４：７の何れか、またはそれら何れかに近い割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとしたことを特徴とする摩擦接触物。
4. 天然樹脂か、または合成樹脂かの何れか一方からなり、加熱熔融状態にある弾性結合材に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型および加硫されてなるものとしたことを特徴とする摩擦接触物。
5. 天然ゴムか、または合成ゴムかの何れか一方からなる弾性結合材に対し、所定粒径の微粒子状としたトルマリン粉末を所定割合で均質に混合した摩擦調整用複合素材が、所定形状に成型されてなるものとしたことを特徴とする摩擦接触物。
6. トルマリン粉末が、その粒径を１ないし１００μｍの範囲に規制されてなるものとした、請求項１ないし５何れか一項記載の摩擦接触物。
7. トルマリン粉末が、その粒径を１ないし４２μｍの範囲に規制されてなるものとした、請求項１ないし５何れか一項記載の摩擦接触物。
8. トルマリン粉末が、その粒径を１ないし３μｍの範囲に規制されてなるものとした、請求項１ないし５何れか一項記載の摩擦接触物。
9. 摩擦調整用複合素材が、タイヤのトレッド部を形成するよう、同タイヤのトレッド面に一体化成型されてなるものとした、請求項２ないし８何れか一項記載の摩擦接触物を利用したタイヤ。
10. 摩擦調整用複合素材が、自転車用のブレーキパッドを形成するよう成型されてなるものとした、請求項１ないし８何れか一項記載の摩擦接触物を利用したブレーキパッド。
11. 摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用の靴などの履物の底を形成するよう、履物の底面に一体化されてなるものとした、請求項１ないし８何れか一項記載の摩擦接触物を利用した履物。
12. 摩擦調整用複合素材が、室内用または室外用のシート状マットそれ自体を形成するよう成型するか、または、マット最外層の一部あるいは全部を形成するよう、同マットの最外層に一体化成型するかの何れか一方とされてなるものとした、請求項１ないし８何れか一項記載の摩擦接触物を利用したマット。

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