JP6355257B2

JP6355257B2 - Rubber friction test method and rubber friction tester

Info

Publication number: JP6355257B2
Application number: JP2014234405A
Authority: JP
Inventors: 晴信吹田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2034-11-19
Also published as: JP2016099151A

Description

本発明は、ゴム材料の氷上摩擦特性を評価するためのゴム摩擦試験方法及びゴム摩擦試験機に関する。 The present invention relates to a rubber friction test method and a rubber friction tester for evaluating friction characteristics on ice of a rubber material.

従来、自動車用タイヤなどのゴム製品に採用するゴム材料の氷上摩擦特性を評価するため、屋内に設置される試験機を用いて、ゴム試験片を氷路面に押し当てながら走行させるゴム摩擦試験が実施されている。ゴム摩擦試験の具体的な方法や、それに使用される試験機は、例えば特許文献１〜３に開示されている。通常、氷路面は、水を薄く張って凍らせる作業を何度も繰り返すことによって作製され、ゴム試験片を走行させる区間に設置される。 Conventionally, in order to evaluate the friction characteristics on ice of rubber materials used in rubber products such as automobile tires, a rubber friction test has been conducted in which a rubber test piece is run against an icy road surface using a testing machine installed indoors. It has been implemented. A specific method of the rubber friction test and a testing machine used for the method are disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 3. Usually, the icy road surface is produced by repeating the work of freezing water by stretching it thinly, and is installed in the section where the rubber test piece is run.

上記のようなゴム摩擦試験においては、氷路面の性状が評価精度に大きく影響する傾向にある。特に、凹凸が顕著な氷路面では、ゴム試験片が所定の入力荷重で押し当てられていても、そのゴム試験片に実際に作用する出力荷重が入力荷重から乖離したものになり、所望の荷重条件が実現されないことで評価精度が悪化する。この問題は、殆ど凹凸のない平滑度に優れた氷路面を作製することで解消されるが、そのような氷路面の作製は困難であるため現実的ではない。 In the rubber friction test as described above, the properties of the ice road surface tend to greatly affect the evaluation accuracy. In particular, on an icy road surface with concavity and convexity, even if the rubber test piece is pressed with a predetermined input load, the output load that actually acts on the rubber test piece will deviate from the input load, resulting in a desired load. Evaluation accuracy deteriorates because the condition is not realized. This problem can be solved by producing an ice road surface with almost no unevenness and excellent smoothness, but such an ice road surface is difficult to produce, so it is not realistic.

特開平４−２１５０３８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-215038 特開２０１０−２４９６９３号公報JP 2010-249693 A 特開２０１１−１８００９６号公報JP 2011-180096 A

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、氷路面の平滑度に影響されやすい荷重条件を適宜に調整することで評価精度を向上できるゴム摩擦試験方法及びゴム摩擦試験機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a rubber friction test method and a rubber friction tester capable of improving evaluation accuracy by appropriately adjusting load conditions that are easily affected by the smoothness of an ice road surface. Is to provide.

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るゴム摩擦試験方法は、ゴム試験片を第１の入力荷重Ｆｚで氷路面に押し当てながら走行させ、走行時の出力荷重Ｆｚ’を計測する予備試験の工程と、前記第１の入力荷重Ｆｚ及び前記出力荷重Ｆｚ’に基づいて第２の入力荷重を算出する荷重調整の工程と、ゴム試験片を前記第２の入力荷重で前記氷路面に押し当てながら走行させる本試験の工程と、を備え、前記荷重調整の工程は、前記第１の入力荷重Ｆｚから前記出力荷重Ｆｚ’を差し引いて得られる値αを求める第１の段階と、α＞０の場合に前記第２の入力荷重を（Ｆｚ＋α）として算出し、α＜０の場合に前記第２の入力荷重を（Ｆｚ−α）として算出する第２の段階とを含むものである。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the rubber friction test method according to the present invention includes a preliminary test process in which a rubber test piece is traveled while being pressed against an icy road surface with a first input load Fz, and an output load Fz ′ during travel is measured. A load adjustment step of calculating a second input load based on the input load Fz of 1 and the output load Fz ′, and a main test of running a rubber test piece against the icy road surface with the second input load. The load adjusting step includes a first step of obtaining a value α obtained by subtracting the output load Fz ′ from the first input load Fz, and the first step when α> 0. And a second stage of calculating the second input load as (Fz−α) when α <0.

この方法では、本試験に先駆けて予備試験を実施し、その予備試験の結果に基づいて調整した入力荷重を本試験で採用する。予備試験では、氷路面の平滑度の影響によって出力荷重Ｆｚ’が第１の入力荷重Ｆｚから乖離しやすく、出力荷重Ｆｚ’が第１の入力荷重Ｆｚよりも大きい場合もあれば、逆に小さい場合もある。荷重調整の工程では、それらの差（Ｆｚ−Ｆｚ’）に相当する値αを用いて第２の入力荷重を算出する。第２の入力荷重を採用した本試験での出力荷重は、予備試験での出力荷重Ｆｚ’に比べて、第１の入力荷重Ｆｚからの乖離が小さい。このため、本試験では所望の荷重条件に近付けることができ、ゴム摩擦試験の評価精度を向上できる。 In this method, a preliminary test is performed prior to the main test, and an input load adjusted based on the result of the preliminary test is adopted in the main test. In the preliminary test, the output load Fz ′ tends to deviate from the first input load Fz due to the influence of the smoothness of the ice road surface, and the output load Fz ′ may be larger than the first input load Fz or may be small. In some cases. In the load adjustment step, the second input load is calculated using a value α corresponding to the difference (Fz−Fz ′). The output load in the main test employing the second input load has a smaller deviation from the first input load Fz than the output load Fz ′ in the preliminary test. For this reason, in this test, it can be brought close to a desired load condition, and the evaluation accuracy of the rubber friction test can be improved.

前記荷重調整の工程が、前記第１の段階後で且つ前記第２の段階前に、前記値αの絶対値｜α｜を所定の基準値Ｖｓと比較する第３の段階を有し、｜α｜＞Ｖｓの場合には前記氷路面の平滑度を調整する第４の段階に移行し、そうでない場合には前記第２の段階に移行することが好ましい。 The load adjustment step includes a third step of comparing the absolute value | α | of the value α with a predetermined reference value Vs after the first step and before the second step, If α |> Vs, it is preferable to shift to the fourth stage of adjusting the smoothness of the ice road surface, and to shift to the second stage otherwise.

｜α｜＞Ｖｓとなる場合には、氷路面の凹凸が過度に顕著であると判断できるので、第３の段階から第４の段階へ一旦移行し、氷路面の平滑度を調整することにより対処する。一方、そうでない場合には、氷路面の凹凸が適度に小さいと考えられるので、そのまま第２の段階へ移行して第２の入力荷重を算出する。これにより、評価精度をより良好に向上することができる。 If | α |> Vs, it can be determined that the unevenness of the ice road surface is excessively significant. Therefore, by temporarily shifting from the third stage to the fourth stage and adjusting the smoothness of the ice road surface, deal with. On the other hand, if this is not the case, it is considered that the unevenness of the ice road surface is reasonably small, so the process proceeds to the second stage and the second input load is calculated. Thereby, evaluation accuracy can be improved more favorably.

前記第４の段階では、α＞０の場合には前記氷路面に給水し凍結させることにより、α＜０の場合には前記氷路面を研磨することにより、前記氷路面の平滑度を調整することが好ましい。 In the fourth stage, when α> 0, the ice road surface is supplied with water and frozen, and when α <0, the ice road surface is polished to adjust the smoothness of the ice road surface. It is preferable.

α＞０となる場合には、氷路面の凹部が顕著であるために出力荷重Ｆｚ’が小さくなったと考えられるので、氷路面への給水とその凍結により凹部を削減して平滑度を改善する。一方、α＜０となる場合には、氷路面の凸部が顕著であるために出力荷重Ｆｚ’が大きくなったと考えられるので、氷路面の研磨により凸部を削減して平滑度を改善する。どちらによっても氷路面の凹凸が抑制されることから、第２の入力荷重を正確に算出するうえで有効である。 When α> 0, it is considered that the output load Fz ′ is reduced because the concavity of the ice road surface is significant, so that the smoothness is improved by reducing the concavity by supplying water to the ice road surface and freezing it. . On the other hand, when α <0, the convexity on the ice road surface is conspicuous, so the output load Fz ′ is considered to have increased. Therefore, the convexity is reduced by polishing the ice road surface to improve the smoothness. . In either case, the unevenness of the ice road surface is suppressed, which is effective in accurately calculating the second input load.

前記第４の段階後に前記予備試験の工程からやり直すことが好ましい。氷路面の平滑度を調整したうえで予備試験からやり直すことにより、第２の入力荷重をより正確に算出することができる。 It is preferable to start over from the preliminary test process after the fourth stage. By adjusting the smoothness of the icy road surface and starting over from the preliminary test, the second input load can be calculated more accurately.

また、本発明に係るゴム摩擦試験機は、設定された入力荷重でゴム試験片を氷路面に押し当てる荷重装置と、氷路面に押し当てられた前記ゴム試験片を走行させる駆動装置と、ゴム試験片に作用する出力荷重を計測する計測装置と、前記ゴム試験片を第１の入力荷重Ｆｚで氷路面に押し当てながら走行させた際に、前記第１の入力荷重Ｆｚ及び前記計測装置により計測された出力荷重Ｆｚ’に基づいて第２の入力荷重を算出する演算部と、前記ゴム試験片を前記第２の入力荷重で氷路面に押し当てるように前記荷重装置を制御する作動制御部とを有する制御装置と、を備え、前記演算部は、前記第１の入力荷重Ｆｚから前記出力荷重Ｆｚ’を差し引いて得られる値αを求め、α＞０の場合には前記第２の入力荷重を（Ｆｚ＋α）として算出し、α＜０の場合には前記第２の入力荷重を（Ｆｚ−α）として算出するものである。この試験機によれば、上述したゴム摩擦試験方法を簡便に実施できる。 The rubber friction tester according to the present invention includes a load device that presses a rubber test piece against an icy road surface with a set input load, a drive device that causes the rubber test piece pressed against the icy road surface to travel, and a rubber When measuring the output load acting on the test piece and running the rubber test piece against the ice road surface with the first input load Fz, the first input load Fz and the measurement device A calculation unit that calculates a second input load based on the measured output load Fz ′, and an operation control unit that controls the load device so that the rubber test piece is pressed against the ice road surface by the second input load. And the calculation unit obtains a value α obtained by subtracting the output load Fz ′ from the first input load Fz, and when α> 0, the second input Calculate the load as (Fz + α) <In the case of 0 is to calculate the second input load as (Fz-α). According to this testing machine, the above-described rubber friction test method can be easily carried out.

ゴム摩擦試験機の一例を概略的に示す正面図Front view schematically showing an example of a rubber friction tester 氷路面が設けられたフレーム部材の（ａ）平面図と（ｂ）Ａ−Ａ断面図(A) Plan view and (b) AA cross-sectional view of a frame member provided with an icy road surface （ａ）ゴム試験片の移動経路と（ｂ）走行速度の推移を示す図(A) The movement path of the rubber test piece and (b) A diagram showing the transition of the running speed ゴム摩擦試験方法の一例を示すフローチャートFlow chart showing an example of rubber friction test method 荷重調整の工程の好ましい例を示すフローチャートFlow chart showing a preferred example of the load adjustment process

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態では、図１の試験機を用いてゴム摩擦試験を実施する例を示す。但し、本発明に係るゴム摩擦試験方法は、かかるゴム摩擦試験機を用いて実施されるものに限定されない。図１に示したゴム摩擦試験機１０は、ゴム試験片１を氷路面２に押し当てながら走行可能に構成され、ゴム材料の氷上摩擦特性の評価に供される。この試験機１０は、破線で示した冷蔵庫などの恒温室２０に収容され、所望の温度環境で、例えば−６〜１２℃の範囲から選択される設定温度で試験を実施できるようになっている。 In the present embodiment, an example in which a rubber friction test is performed using the testing machine of FIG. However, the rubber friction test method according to the present invention is not limited to the one carried out using such a rubber friction tester. A rubber friction tester 10 shown in FIG. 1 is configured to be able to run while pressing a rubber test piece 1 against an icy road surface 2, and is used for evaluation of friction characteristics on ice of a rubber material. This testing machine 10 is accommodated in a temperature-controlled room 20 such as a refrigerator indicated by a broken line, and can perform a test at a set temperature selected from a range of −6 to 12 ° C., for example, in a desired temperature environment. .

ゴム摩擦試験機１０は、ゴム試験片１を保持するためのホルダー１１と、設定された入力荷重でゴム試験片１を氷路面２に押し当てる荷重装置１２とを有する。本実施形態では、氷路面２と対面するようにゴム試験片１が板状のホルダー１１に接着され、そのホルダー１１は荷重装置１２に接続されている。荷重装置１２は、氷路面２に対して垂直となるＺ方向（図１の上下方向）に沿ってホルダー１１を往復動可能に構成され、ホルダー１１の位置（ホルダー１１と氷路面２との間隔）に応じた荷重がゴム試験片１に入力される。荷重装置１２はサーボモータにより構成されているが、他のアクチュエータ機構を利用しても構わない。 The rubber friction tester 10 includes a holder 11 for holding the rubber test piece 1 and a load device 12 that presses the rubber test piece 1 against the ice road surface 2 with a set input load. In this embodiment, the rubber test piece 1 is bonded to a plate-shaped holder 11 so as to face the ice road surface 2, and the holder 11 is connected to a load device 12. The load device 12 is configured to be able to reciprocate the holder 11 along the Z direction (vertical direction in FIG. 1) perpendicular to the ice road surface 2, and the position of the holder 11 (the distance between the holder 11 and the ice road surface 2). ) Is input to the rubber test piece 1. Although the load device 12 is constituted by a servo motor, other actuator mechanisms may be used.

ゴム摩擦試験機１０は、氷路面２に押し当てられたゴム試験片１を走行させる駆動装置１３を有する。駆動装置１３は、荷重装置１２が支持されたテーブル１４をＸ方向（図１の左右方向）に沿って往復動可能に構成されている。このテーブル１４の移動によってホルダー１１を移動させ、延いてはゴム試験片１を走行させることができる。アクチュエータ１５は、Ｘ及びＺ方向に垂直となるＹ方向（図１の紙面に垂直な方向）にテーブル２２を往復動可能に構成されていて、Ｙ方向におけるゴム試験片１と氷路面２との位置合わせに利用される。本実施形態では、駆動装置１３とアクチュエータ１５が、それぞれサーボモータにより構成されているが、これに限定されない。 The rubber friction tester 10 includes a drive device 13 that causes the rubber test piece 1 pressed against the ice road surface 2 to travel. The drive device 13 is configured to be able to reciprocate along the X direction (left and right direction in FIG. 1) on the table 14 on which the load device 12 is supported. By moving the table 14, the holder 11 can be moved, so that the rubber test piece 1 can be run. The actuator 15 is configured to be able to reciprocate the table 22 in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) perpendicular to the X and Z directions, and between the rubber test piece 1 and the ice road surface 2 in the Y direction. Used for alignment. In the present embodiment, the drive device 13 and the actuator 15 are each constituted by a servo motor, but the present invention is not limited to this.

ゴム摩擦試験機１０は、ゴム試験片１に作用する出力荷重を計測する計測装置１６を備える。計測装置１６は、例えばロードセルにより構成される。本実施形態では、ホルダー１１の上側（ゴム試験片１とは反対側）に計測装置１６が取り付けられている。計測装置１６は、垂直成分及び水平二成分の計三成分の荷重測定が可能であり、上述した出力荷重（Ｚ方向の荷重）に加えて、ゴム試験片１に作用する前後力（Ｘ方向の荷重）と横力（Ｙ方向の荷重）を検出することができる。 The rubber friction tester 10 includes a measuring device 16 that measures an output load acting on the rubber test piece 1. The measuring device 16 is constituted by a load cell, for example. In the present embodiment, the measuring device 16 is attached to the upper side of the holder 11 (the side opposite to the rubber test piece 1). The measuring device 16 can measure the load of a total of three components of a vertical component and a horizontal two component, and in addition to the output load (a load in the Z direction) described above, a longitudinal force (an X direction) acting on the rubber test piece 1. Load) and lateral force (load in the Y direction) can be detected.

ゴム摩擦試験機１０は、後述する荷重調整に必要な計算を行う演算部１７ａと、荷重装置１２や駆動装置１３、後述する路面調整装置などの作動を制御する作動制御部１７ｂとを有する制御装置１７を備える。制御装置１７は、更に、試験作業者からの入力を受け付ける入力部１７ｃと、試験機１０の操作や設定、状態などに関する各種情報を画面上に表示する表示部１７ｄとを有する。入力部１７ｃは、例えばタッチパネルやキーボードにより構成される。制御装置１７は、恒温室２０の外部に配置されている。 The rubber friction tester 10 includes a calculation unit 17a that performs calculations necessary for load adjustment described later, and an operation control unit 17b that controls operations of the load device 12, the drive device 13, a road surface adjustment device described later, and the like. 17. The control device 17 further includes an input unit 17c that receives input from the test operator, and a display unit 17d that displays various types of information on the operation, settings, and status of the testing machine 10 on the screen. The input unit 17c is configured by a touch panel or a keyboard, for example. The control device 17 is disposed outside the temperature-controlled room 20.

ゴム摩擦試験機１０は、氷路面２の平滑度を調整するための路面調整装置を備える。本実施形態における路面調整装置は、氷路面２を研磨する研磨具としての氷磨きプレート１８を備える。氷磨きプレート１８は、作動時には氷路面２の高さまで移動し、その状態から駆動装置１３がテーブル１４を移動させることにより氷路面２上を滑走する。氷磨きプレート１８には熱線が埋設されており、氷路面２の表面を僅かに融解させながら研磨することができる。 The rubber friction tester 10 includes a road surface adjustment device for adjusting the smoothness of the ice road surface 2. The road surface adjusting device in the present embodiment includes an ice polishing plate 18 as a polishing tool for polishing the ice road surface 2. The ice polishing plate 18 moves to the height of the ice road surface 2 during operation, and the drive device 13 moves the table 14 from the state to slide on the ice road surface 2. A heat ray is embedded in the ice polishing plate 18 and can be polished while slightly melting the surface of the ice road surface 2.

図２に示すように、氷路面２は、ゴム試験片１が押し当てられる氷板をフレーム部材２１に固定してなる。フレーム部材２１は、金属製であり、テーブル２２に対して着脱自在に構成されている。フレーム部材２１は、表面に氷板が配置される路面部２１ａと、その路面部２１ａを取り囲む外周部２１ｂとを有する。路面部２１ａの表面に氷板が配置されたフレーム部材２１は、全体として厚みが均一な板状物を呈する。路面部２１ａの中央部は貫通しており、その貫通部分を塞ぐようにして透明なガラス板２３が取り付けられている。接地面の観察が不要であれば、貫通部分は無くてもよい。テーブル２２には、ガラス板２３と対向する位置で開口した観察窓が形成されている。 As shown in FIG. 2, the ice road surface 2 is formed by fixing an ice plate against which the rubber test piece 1 is pressed to a frame member 21. The frame member 21 is made of metal and is configured to be detachable from the table 22. The frame member 21 has a road surface portion 21a on which an ice plate is disposed, and an outer peripheral portion 21b surrounding the road surface portion 21a. The frame member 21 in which the ice plate is arranged on the surface of the road surface portion 21a presents a plate-like object having a uniform thickness as a whole. The central portion of the road surface portion 21a penetrates, and a transparent glass plate 23 is attached so as to close the penetrating portion. If it is not necessary to observe the ground plane, the penetrating portion may be omitted. An observation window opened at a position facing the glass plate 23 is formed on the table 22.

氷路面２は、ゴム試験片１の走行方向となるＸ方向に長く、その方向に並ぶ３つの区間α，β，γを有する。本実施形態では、図３（ａ）のように、ゴム試験片１が氷路面２上を始点ＳＰから終点ＧＰまで走行する。その過程で、ゴム試験片１は区間αから区間βを経て区間γに至り、走行速度は図３（ｂ）のように推移する。走行動作を反復する場合は、走行し終えたゴム試験片１を氷路面２から引き上げて区間αの上方に移動させ、再び氷路面２に押し当てて始点ＳＰに配置する。ゴム試験片１の走行に関する動作は、制御装置１７によって制御される。 The ice road surface 2 is long in the X direction, which is the traveling direction of the rubber test piece 1, and has three sections α, β, and γ aligned in that direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the rubber test piece 1 travels on the ice road surface 2 from the start point SP to the end point GP. In the process, the rubber test piece 1 passes from the section α to the section γ through the section β, and the traveling speed changes as shown in FIG. When the running operation is repeated, the rubber test piece 1 that has finished running is pulled up from the icy road surface 2 and moved above the section α, and is again pressed against the icy road surface 2 and arranged at the start point SP. The operation relating to running of the rubber test piece 1 is controlled by the control device 17.

図３（ｂ）のように、氷路面２の中央部に位置する区間βでは走行速度が一定であり、この区間βは、氷上摩擦特性を評価するための評価区間となる。路面部２１ａの貫通部分は評価区間βに設けられており、この区間βにおけるゴム試験片１の接地面の様子がガラス板２３を通じて観察可能である。詳細な観察には、高速度カメラ２４を利用することができる。区間βの手前に位置する区間αは、ゴム試験片１を加速させるための助走区間である。区間βを挟んで区間αの反対側に位置する区間γは、ゴム試験片１を減速させるための制動区間である。 As shown in FIG. 3B, the traveling speed is constant in the section β located at the center of the ice road surface 2, and this section β is an evaluation section for evaluating the on-ice friction characteristics. The through portion of the road surface portion 21 a is provided in the evaluation section β, and the state of the ground contact surface of the rubber test piece 1 in this section β can be observed through the glass plate 23. The high-speed camera 24 can be used for detailed observation. A section α located before the section β is a running section for accelerating the rubber test piece 1. A section γ located on the opposite side of the section α across the section β is a braking section for decelerating the rubber test piece 1.

ゴム摩擦試験では、ゴム試験片１を氷路面２に押し当てながら走行させて、ゴム材料の氷上摩擦特性を評価する。走行時のゴム試験片１に作用する出力荷重（Ｚ方向の荷重）は、設定された入力荷重と同じかそれに近いのが理想的であるが、実際には、氷路面２の平滑度の影響を受けて出力荷重が入力荷重から乖離したものになる。そこで、本実施形態のゴム摩擦試験方法では、本試験に先駆けて予備試験を実施し、その結果に基づいて調整した入力荷重を本試験で採用する。具体的には、図４のように、予備試験の工程（Ｓ４０）と荷重調整の工程（Ｓ５０）を経たうえで本試験の工程（Ｓ６０）を実施する。 In the rubber friction test, the rubber test piece 1 is run while being pressed against the ice road surface 2, and the friction property on ice of the rubber material is evaluated. Ideally, the output load (load in the Z direction) acting on the rubber test piece 1 during traveling is ideally the same as or close to the set input load. In practice, however, the effect of the smoothness of the ice surface 2 As a result, the output load deviates from the input load. Therefore, in the rubber friction test method of the present embodiment, a preliminary test is performed prior to the main test, and an input load adjusted based on the result is employed in the main test. Specifically, as shown in FIG. 4, after the preliminary test step (S40) and the load adjustment step (S50), the final test step (S60) is performed.

図４の例では、予備試験の前に、ゴム試験片１や氷路面２を設置する工程（Ｓ３０）を備える。ゴム試験片１や氷路面２が事前に設置されている状況であれば、この工程は省略できる。ゴム試験片１の設置は、ゴム試験片１を接着したホルダー１１を試験機１０に取り付けることにより行われる。氷路面２の設置は、氷路面２が設けられたフレーム部材２１をテーブル２２に固定することにより行われる。氷路面２は、例えば、フレーム部材２１の路面部２１ａに水を薄く張って凍らせる作業を繰り返すことによって作製される。 In the example of FIG. 4, the rubber test piece 1 and the ice road surface 2 are installed (S30) before the preliminary test. If the rubber test piece 1 and the ice road surface 2 are installed in advance, this step can be omitted. The rubber test piece 1 is installed by attaching a holder 11 to which the rubber test piece 1 is bonded to the testing machine 10. The installation of the icy road surface 2 is performed by fixing the frame member 21 provided with the icy road surface 2 to the table 22. The icy road surface 2 is produced, for example, by repeating the work of freezing water by thinly applying water to the road surface portion 21a of the frame member 21.

予備試験の工程（Ｓ４０）では、ゴム試験片１を第１の入力荷重Ｆｚで氷路面２に押し当てながら走行させ、走行時の出力荷重Ｆｚ’を計測する（Ｓ４１，Ｓ４２）。第１の入力荷重Ｆｚは、試験条件として所望される荷重であり、試験作業者により入力部１７ｃを介して予め設定されている。制御装置１７は、その設定された入力荷重が得られるホルダー１１の位置（ホルダー１１と氷路面２との間隔）を計算し、その位置にホルダー１１が配置されるように荷重装置１２を制御する。試験条件としては、第１の入力荷重Ｆｚのほか、走行速度や反復回数などが入力設定される。 In the preliminary test step (S40), the rubber test piece 1 is caused to travel while being pressed against the ice road surface 2 with the first input load Fz, and the output load Fz 'during travel is measured (S41, S42). The first input load Fz is a load desired as a test condition, and is set in advance by the test operator via the input unit 17c. The control device 17 calculates the position of the holder 11 (the distance between the holder 11 and the ice road surface 2) from which the set input load is obtained, and controls the load device 12 so that the holder 11 is disposed at that position. . As test conditions, in addition to the first input load Fz, the traveling speed, the number of repetitions, and the like are set.

氷路面２に押し当てられたゴム試験片１は、図３のように始点ＳＰから終点ＧＰに至る直線経路を走行する。その過程で、ゴム試験片１は助走区間αで加速して所望の走行速度に到達し、一定の走行速度で評価区間βを通過し、制動区間γで減速して停止する。制御装置１７は、設定された走行速度でゴム試験片１を走行させるように駆動装置１３を制御する。出力荷重Ｆｚ’は計測装置１６によって計測され、その情報は制御装置１７に送られる。評価区間βにおいて出力荷重Ｆｚ’は多少変動するため、時系列的に出力荷重Ｆｚ’を計測し、その平均値を算出することが好ましい。 The rubber test piece 1 pressed against the icy road surface 2 travels along a straight path from the start point SP to the end point GP as shown in FIG. In this process, the rubber test piece 1 is accelerated in the approach section α to reach a desired traveling speed, passes through the evaluation section β at a constant traveling speed, and decelerates and stops in the braking section γ. The control device 17 controls the drive device 13 so that the rubber test piece 1 travels at the set travel speed. The output load Fz ′ is measured by the measuring device 16 and the information is sent to the control device 17. Since the output load Fz ′ varies somewhat in the evaluation section β, it is preferable to measure the output load Fz ′ in time series and calculate the average value.

本実施形態では、ゴム試験片１を走行させて出力荷重Ｆｚ’を計測した後、設定された反復回数を達成したか制御装置１７が判定し（Ｓ４３）、そうでなければゴム試験片１を再び始点ＳＰに配置して再度の予備試験を行う。バラツキの影響を抑えて評価精度を向上するうえでは、このように予備試験を複数回（例えば、３回）反復して、その結果の平均を取得することが好ましい。反復回数を達成した場合は、荷重調整の工程（Ｓ５０）へ移行する。 In the present embodiment, after the rubber test piece 1 is run and the output load Fz ′ is measured, the controller 17 determines whether the set number of repetitions has been achieved (S43). The preliminary test is performed again by placing it at the start point SP again. In order to improve the evaluation accuracy by suppressing the influence of variation, it is preferable to repeat the preliminary test as described above a plurality of times (for example, three times) and obtain the average of the results. When the number of iterations is achieved, the process proceeds to the load adjustment step (S50).

荷重調整の工程（Ｓ５０）では、第１の入力荷重Ｆｚ及び出力荷重Ｆｚ’に基づいて第２の入力荷重を算出する。この工程は、第１の入力荷重Ｆｚから出力荷重Ｆｚ’を差し引いて得られる値αを求める第１の段階（Ｓ５１）と、α＞０の場合に第２の入力荷重を（Ｆｚ＋α）として算出し、α＜０の場合に第２の入力荷重を（Ｆｚ−α）として算出する第２の段階（Ｓ５２）とを含む。もし仮にα＝０であれば、荷重の調整は不要であるため、第２の段階では第１の入力荷重Ｆｚをそのまま第２の入力荷重とすればよい。このような第２の入力荷重の算出は、制御装置１７の演算部１７ａにより実行される。 In the load adjustment step (S50), a second input load is calculated based on the first input load Fz and the output load Fz '. In this step, the first stage (S51) for obtaining a value α obtained by subtracting the output load Fz ′ from the first input load Fz, and the second input load is calculated as (Fz + α) when α> 0. And a second step (S52) of calculating the second input load as (Fz−α) when α <0. If α = 0, it is not necessary to adjust the load. Therefore, in the second stage, the first input load Fz may be used as the second input load as it is. Such calculation of the second input load is executed by the calculation unit 17a of the control device 17.

本試験の工程（Ｓ６０）では、ゴム試験片１を第２の入力荷重で氷路面２に押し当てながら走行させる（Ｓ６１，Ｓ６２）。このとき、制御装置１７の作動制御部１７ｂが荷重装置１２を制御する。走行後、設定された反復回数を達成したか制御装置１７が判定し（Ｓ６３）、そうでなければ再度の本試験を行う。本試験における走行動作は予備試験と同様であるため、詳しい説明は省略する。バラツキの影響を抑えて評価精度を向上するうえでは、このように本試験を複数回（例えば、１０回）反復して、その結果の平均を取得することが好ましい。評価に供する走行の前に、慣らしを目的とした走行を１回以上（例えば、３回）設定してもよい。 In the test step (S60), the rubber test piece 1 is run while being pressed against the ice road surface 2 with the second input load (S61, S62). At this time, the operation control unit 17 b of the control device 17 controls the load device 12. After running, the control device 17 determines whether the set number of repetitions has been achieved (S63). Otherwise, the main test is performed again. Since the running operation in this test is the same as that in the preliminary test, detailed description is omitted. In order to improve the evaluation accuracy by suppressing the influence of variation, it is preferable to repeat this test a plurality of times (for example, 10 times) and obtain the average of the results. Before traveling for evaluation, traveling for the purpose of running-in may be set one or more times (for example, three times).

本試験を完了したら、その結果に基づいて氷上摩擦特性を評価する。この評価では、例えば、走行時の出力荷重（Ｚ方向の荷重）と前後力（Ｘ方向の荷重）に基づき、（前後力／出力荷重）により摩擦係数μを測定することができる。これらの荷重は、本試験でゴム試験片１を走行させた際に計測装置１６によって計測される。これに代えてまたは加えて、走行時の接地面を高速度カメラ２４により撮影し、その観察に基づいて氷路面２に対する接地面積を算出することもできる。但し、氷上摩擦特性の評価は、これらに限られるものではない。 When this test is completed, the friction characteristics on ice are evaluated based on the results. In this evaluation, for example, the friction coefficient μ can be measured by (front / rear force / output load) based on the output load (load in the Z direction) and the front / rear force (load in the X direction) during travel. These loads are measured by the measuring device 16 when the rubber test piece 1 is run in this test. Alternatively or in addition, the ground contact surface during traveling can be photographed by the high-speed camera 24, and the ground contact area with respect to the ice road surface 2 can be calculated based on the observation. However, the evaluation of friction characteristics on ice is not limited to these.

上述のように、荷重調整の工程（Ｓ５０）では、第１の入力荷重Ｆｚと出力荷重Ｆｚ’との差（Ｆｚ−Ｆｚ’）に相当する値αを用いて第２の入力荷重を算出し、これを本試験で採用する。α＞０となる場合には第１の入力荷重Ｆｚが不足し、α＜０となる場合には第１の入力荷重Ｆｚが過剰であると考えられるため、上記のように算出した第２の入力荷重を採用することにより、本試験での出力荷重は、予備試験での出力荷重Ｆｚ’に比べて、第１の入力荷重Ｆｚからの乖離が小さくなる。このため、本試験では所望の荷重条件に近付けることができ、ゴム摩擦試験の評価精度を向上できる。 As described above, in the load adjustment step (S50), the second input load is calculated using the value α corresponding to the difference (Fz−Fz ′) between the first input load Fz and the output load Fz ′. This is adopted in this test. When α> 0, the first input load Fz is insufficient, and when α <0, the first input load Fz is considered excessive. Therefore, the second input calculated as described above is used. By adopting the input load, the difference between the output load in the main test and the first input load Fz becomes smaller than the output load Fz ′ in the preliminary test. For this reason, in this test, it can be brought close to a desired load condition, and the evaluation accuracy of the rubber friction test can be improved.

図５に示した好ましい例では、荷重調整の工程（Ｓ５０）が、第１の段階（Ｓ５１）の後で且つ第２の段階（Ｓ５２）の前に、値αの絶対値｜α｜を所定の基準値Ｖｓと比較する第３の段階（Ｓ５３）を有する。基準値Ｖｓは、試験作業者が任意に設定できる値であり、例えば１０Ｎである。この比較の結果、｜α｜＞Ｖｓの場合には、氷路面２の平滑度を調整する第４の段階（Ｓ５４）に移行し、制御装置１７が路面調整装置を作動させるように制御する。一方、そうでない場合（即ち、｜α｜≦Ｖｓの場合）には、第２の段階（Ｓ５２）に移行して第２の入力荷重を算出する。 In the preferred example shown in FIG. 5, the load adjustment step (S50) sets the absolute value | α | of the value α to a predetermined value after the first step (S51) and before the second step (S52). The third step (S53) is compared with the reference value Vs. The reference value Vs is a value that can be arbitrarily set by the test worker, and is, for example, 10N. As a result of this comparison, if | α |> Vs, the process proceeds to a fourth stage (S54) for adjusting the smoothness of the ice road surface 2, and the control device 17 performs control so as to operate the road surface adjustment device. On the other hand, if not (that is, if | α | ≦ Vs), the process proceeds to the second stage (S52) to calculate the second input load.

第３の段階（Ｓ５３）で｜α｜＞Ｖｓとなる場合は、基準値Ｖｓを超えるほどに出力荷重Ｆｚ’が第１の入力荷重Ｆｚから大きく乖離し、氷路面２の凹凸が過度に顕著であると判断できる。そこで、図５の例では、第４の段階（Ｓ５４）へ一旦移行し、氷路面２の平滑度を調整することにより対処する。一方、｜α｜≦Ｖｓとなる場合には、氷路面２の凹凸が適度に小さいと考えられるので、そのまま第２の段階（Ｓ５２）に移行して第２の入力荷重を算出する。かかる手順によれば、評価精度をより良好に向上することができる。 When | α |> Vs is satisfied in the third stage (S53), the output load Fz ′ greatly deviates from the first input load Fz as the reference value Vs is exceeded, and the unevenness of the ice road surface 2 is excessively remarkable. It can be judged that. Therefore, in the example of FIG. 5, the process is temporarily shifted to the fourth stage (S54) and the smoothness of the ice road surface 2 is adjusted. On the other hand, when | α | ≦ Vs, since the unevenness of the ice road surface 2 is considered to be moderately small, the process proceeds to the second stage (S52) and the second input load is calculated. According to such a procedure, the evaluation accuracy can be improved more favorably.

図５に示すように、第４の段階（Ｓ５４）では、α＞０の場合には氷路面２に給水し凍結させることにより、α＜０の場合には氷路面２を研磨することにより、氷路面２の平滑度を調整する。給水及びその凍結は、氷路面２の凹部を削減する目的で行われ、それに適した少量の水を氷路面２上に供給して凍結させる。本実施形態では手作業で給水する例を示すが、路面調整装置が備える給水具を制御装置１７で制御するように構成してもよい。研磨は、氷路面２の凸部を削減する目的で行われ、路面調整装置の氷磨きプレート１８により氷路面２を磨いて平滑にする。 As shown in FIG. 5, in the fourth stage (S54), when α> 0, water is supplied to the ice road surface 2 for freezing, and when α <0, the ice road surface 2 is polished. Adjust the smoothness of the icy road surface 2. The water supply and its freezing are performed for the purpose of reducing the concave portion of the ice road surface 2, and a small amount of water suitable for the water supply is supplied onto the ice road surface 2 for freezing. In the present embodiment, an example in which water is supplied manually is shown, but a water supply tool provided in the road surface adjusting device may be controlled by the control device 17. The polishing is performed for the purpose of reducing the convex portion of the ice road surface 2, and the ice road surface 2 is polished and smoothed by the ice polishing plate 18 of the road surface adjusting device.

α＞０となる場合には、氷路面２の凹部が顕著であるために出力荷重Ｆｚ’が小さくなったと考えられるので、第４の段階（Ｓ５４）では氷路面２への給水とその凍結により凹部を削減して平滑度を改善する。一方、α＜０となる場合には、氷路面２の凸部が顕著であるために出力荷重Ｆｚ’が大きくなったと考えられるので、第４の段階（Ｓ５４）では氷路面２の研磨により凸部を削減して平滑度を改善する。どちらによっても氷路面２の凹凸が抑制されることから、第２の入力荷重を正確に算出するうえで有効である。 When α> 0, the concavity of the icy road surface 2 is conspicuous, so it is considered that the output load Fz ′ is reduced. Therefore, in the fourth stage (S54), water supply to the icy road surface 2 and freezing thereof are performed. Reduces recesses and improves smoothness. On the other hand, when α <0, the convex portion of the ice road surface 2 is conspicuous, so it is considered that the output load Fz ′ has increased. Therefore, in the fourth stage (S54), the ice road surface 2 is polished by polishing. Smoothness is improved by reducing parts. In either case, the unevenness of the ice road surface 2 is suppressed, which is effective in accurately calculating the second input load.

図５の手順では、第４の段階（Ｓ５４）の後に予備試験の工程（Ｓ４０）からやり直すようにしており、これによって第２の入力荷重をより正確に算出することができる。 In the procedure of FIG. 5, after the fourth stage (S54), the preliminary test process (S40) is performed again, whereby the second input load can be calculated more accurately.

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば下記に挙げたように、方法の手順や装置の構成などは適宜に変更することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, as described below, the procedure of the method, the configuration of the apparatus, and the like can be changed as appropriate.

前述の実施形態では、ホルダー１１を移動させることでゴム試験片１を走行させる例を示したが、これに限定されない。ゴム試験片１の走行は、氷路面２に対するゴム試験片１の相対移動を伴うものであればよく、例えば氷路面２を移動させることでゴム試験片１を走行させても構わない。 In the above-mentioned embodiment, although the example which makes the rubber test piece 1 run by moving the holder 11 was shown, it is not limited to this. The rubber test piece 1 may travel as long as the rubber test piece 1 moves relative to the ice road surface 2. For example, the rubber test piece 1 may travel by moving the ice road surface 2.

前述の実施形態では、ゴム試験片１を直線経路の一方向に走行させる例を示したが、これに限定されない。例えば、ゴム試験片１を直線経路の一方向だけでなく他方向にも走行させる（往復動させる）ようにしても構わない。あるいは、ターンテーブル上に設けた氷路面を用いて、ゴム試験片１を環状経路に沿って走行させてもよい。 In the above-mentioned embodiment, although the example which makes the rubber test piece 1 run to one direction of a linear path was shown, it is not limited to this. For example, the rubber test piece 1 may run (reciprocate) not only in one direction of the linear path but also in the other direction. Alternatively, the rubber test piece 1 may be run along an annular path using an ice road surface provided on the turntable.

前述の実施形態では、ゴム試験片１が氷路面２上を滑走するときの滑り摩擦について試験する例を示したが、ゴム試験片１が氷路面２上で転動するときの転がり摩擦について試験するものでもよい。その場合は、例えば円盤状または円柱状に形成したゴム試験片を回転可能に軸部材で支持し、その軸部材をホルダーに取り付ければよい。ゴム試験片を転動させる走行であっても、上記と同様に試験することにより評価精度を向上できる。 In the above-described embodiment, an example is shown in which the sliding test when the rubber test piece 1 slides on the icy road surface 2 is shown, but the rolling friction when the rubber test piece 1 rolls on the icy road surface 2 is tested. You may do it. In that case, for example, a rubber test piece formed in a disk shape or a column shape may be rotatably supported by a shaft member, and the shaft member may be attached to the holder. Even when the rubber test piece is rolling, the evaluation accuracy can be improved by testing in the same manner as described above.

１ゴム試験片
２氷路面
１０ゴム摩擦試験機
１１ホルダー
１２荷重装置
１３駆動装置
１６計測装置
１７制御装置
１７ａ演算部
１７ｂ作動制御部
１８氷磨きプレート
２０恒温室
Ｓ４０予備試験の工程
Ｓ５０荷重調整の工程
Ｓ６０本試験の工程 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rubber test piece 2 Ice road surface 10 Rubber friction tester 11 Holder 12 Load device 13 Drive device 16 Measuring device 17 Control device 17a Calculation part 17b Operation control part 18 Ice polishing plate 20 Constant temperature chamber S40 Preliminary test process S50 Load adjustment process S60 Main test process

Claims

A preliminary test process in which the rubber test piece is run while being pressed against the icy road surface with the first input load Fz, and the output load Fz ′ during running is measured;
A load adjustment step of calculating a second input load based on the first input load Fz and the output load Fz ′;
A test step of running the rubber test piece while pressing the rubber test piece against the icy road surface with the second input load,
The load adjusting step includes a first step of obtaining a value α obtained by subtracting the output load Fz ′ from the first input load Fz, and the second input load (Fz + α when α> 0). And a second step of calculating the second input load as (Fz−α) when α <0.

The load adjustment step includes a third step of comparing the absolute value | α | of the value α with a predetermined reference value Vs after the first step and before the second step, 2. The rubber friction test method according to claim 1, wherein if α |> Vs, the process shifts to a fourth stage for adjusting the smoothness of the ice road surface, and if not, the rubber friction test method shifts to the second stage.

In the fourth stage, when α> 0, the ice road surface is supplied with water and frozen, and when α <0, the ice road surface is polished to adjust the smoothness of the ice road surface. The rubber friction test method according to claim 2.

The rubber friction test method according to claim 2, wherein the rubber friction test method is restarted from the preliminary test step after the fourth stage.

A load device that presses the rubber test piece against the ice road surface with a set input load;
A driving device for running the rubber test piece pressed against the icy road surface;
A measuring device for measuring the output load acting on the rubber specimen;
When the rubber test piece is run while being pressed against the ice road surface with the first input load Fz, the second input is based on the first input load Fz and the output load Fz ′ measured by the measuring device. A control unit having a calculation unit that calculates a load, and an operation control unit that controls the load device so as to press the rubber test piece against the ice road surface with the second input load,
The calculation unit obtains a value α obtained by subtracting the output load Fz ′ from the first input load Fz, and when α> 0, calculates the second input load as (Fz + α), α A rubber friction tester that calculates the second input load as (Fz−α) when <0.

The control device compares the absolute value | α | of the value α with a predetermined reference value Vs after obtaining the value α and before calculating the second input load, and | α |> Vs 6. The rubber friction tester according to claim 5, wherein control is performed so as to operate a road surface adjusting device for adjusting the smoothness of the ice road surface in the case of the above, and the second input load is calculated otherwise. .

The rubber friction tester according to claim 6, wherein the road surface adjusting device adjusts the smoothness of the ice road surface by polishing the ice road surface when α <0.