JPH0310062B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、動摩擦係数を速度に応じて連続的に
測定し、そして自動的に記録する動摩擦係数測定
装置に関する。

［従来の技術］ 例えば路面と自動車のタイヤとの動摩擦係数を
測定する場合には、従来より振子式測定装置が用
いられているが、この振子式測定装置では摩擦測
定を行うときの路面との相対速度がかなり低速範
囲にある場合しか適用できなかつた。しかし、路
面の摩擦係数は、自動車の走行速度によつてかな
りの違いがあり、一般には速度が高くなるほど小
さくなる。しかもその摩擦係数が問題となるの
は、40Km／Ｈ以上の高速度である。したがつて、
摩擦係数の正しい測定を行うには測定速度を実速
度と同一条件とし、また測定圧力も実際のタイヤ
接地圧と同様な条件で行う必要がある。

本発明者は、かかる要求を満足させるため、路
面摩擦測定用ゴム体を取付けた円盤状本体と、そ
の軸のまわりに回転できる回転体としての円板と
を第１ばね部材によつて連結し、円板にその半径
方向に移動できるペンホルダーを設け、このペン
ホルダーと円板とを第２ばね部材によつて連結し
た摩擦測定部を備え、この摩擦測定部が回転して
いるときの摩擦係数測定用ゴム体の速度とペンホ
ルダーの半径方向の変位量との関係、および円盤
状本体と円板との相対ねじれ角と摩擦係数との関
係をあらかじめ較正しておくことによつて摩擦係
数と速度との関係を自動的に記録するようにした
摩擦係数測定装置を既に提案している（特公昭57
−23212号公報参照）。

しかしながら、この摩擦係数測定装置において
は、ペンホルダーの半径方向への摺動摩擦、ペン
と記録紙との摺動摩擦によつて、測定精度に限界
があつた。また、円盤状本体および円板と予備回
転時にペンホルダーが動き、不必要な記録がなさ
れ、データを読みとりにくくしていた。さらに、
ペンの脱着、記録紙の固定等の操作が面倒であ
り、作業性が悪かつた。

一般に摩擦特性を測定してこれをＸ−Ｙレコー
ダに記録する装置は例えば特開昭58−39925号公
報に開示されている。しかしながら、かかる公知
技術では試験室内において測定するものであり、
路面のようにその各現場毎に、或いは雨、雪等の
自然環境の変化に応じて直接に動摩擦係数を測定
することはできない。

［解決しようする課題］ したがつて、本発明の目的は、動摩擦係数を測
定しようとする現場に簡単に設置でき、そして高
い測定精度で速度と動摩擦係数との関係を自動的
に記録できる動摩擦係数測定装置を提供するにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、動摩擦係数を速度に応じて連
続的に測定し、そして自動的に記録する動摩擦係
数測定装置において、台枠と、その台枠上に固定
されたホルダーによつて支持されてレバーで上下
動できる駆動部および摩擦測定部とを備え、その
台枠には被測定面にセツトする座が設けられ、駆
動部から延びる駆動軸には摩擦測定部が設けら
れ、その摩擦測定部は駆動軸に固着された慣性の
大きい駆動円盤と、その駆動円盤の下方で駆動軸
に回転自在に取付けられた慣性の小さい円板とを
備え、その円板の下面には摩擦係数測定用ゴム体
が固着され、前記駆動円盤と円板とはバネバラン
スによつて互いに連結されており、そしてそのバ
ネバランスの変位量を電気量に変換する変位計を
設け、駆動部のモータによつて回転する前記駆動
円盤の回転速度を検出する検出手段を設け、前記
変位計の出力および前記検出手段の出力を記録す
るＸ−Ｙレコーダを設けている。

［作用］ したがつて、装置全体は台枠内に設置されてい
るので、台枠を測定しようとする現場に運び被測
定面にセツトする。そして、あらかじめレバーで
駆動部および摩擦測定部を持ち上げておき、モー
タを回転させて駆動円盤および円板を回転させ
る。そしてモータへの電力供給を遮断しレバー操
作で円板を駆動円盤と共に下降させる。その際、
円板および駆動円盤は慣性力により回転を続けて
いる。円板の下面の摩擦係数測定用ゴム板が被測
定面と係合すると、円板はスリツプしながら回転
するが、駆動円盤の回転数より小なので、バネバ
ランスが変位し、この変位量がＸ−Ｙレコーダに
入力される。他方、駆動円盤の回転数は回転速度
を検出する検出手段によつて検出され、やはりＸ
−Ｙレコーダに入力される。したがつて、回転速
度とバネバランスの変位量すなわち動摩擦係数と
がＸ−Ｙレコーダによつて記録される。この回転
速度を検出する検出手段は駆動部のモータを発電
機として用いてもよく、或いは例えばギアカツプ
リングを用いてタコメータ等を取付けてもよい。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図および第２図に示すように、本考案によ
る動摩擦係数測定装置は、摩擦測定部１を有し、
この摩擦測定部１は駆動部２によつて回転させら
れるようになつている。そして、駆動部２は台枠
４上に固定されたホルダー３によつて支持され、
レバー５を上下動させることにより摩擦測定部１
と共に上下に移動できるようになつている。台枠
４の底面４隅には装置全体を被測定面例えば路面
に安定にセツトするためのゴム座６が付いてい
る。摩擦測定部１は駆動軸７に固着された慣性の
大きな駆動円盤８を有し、この駆動円盤８の上面
にはスリツプリング９が固着されている。また、
駆動軸７には駆動円盤８の下方に慣性の小さい円
板１０が回転自在に装着されている。この円板１
０の下面には駆動軸７と同心円上に３ケの摩擦係
数測定用ゴム体１１が固着されている。第３図な
いし第５図を併せて参照すると、駆動円盤８と円
板１０とはバネバランス１２によつて連結されて
おり、したがつて円板１０はバネバランス１２を
介して駆動円盤８と共に回転するようになつてい
る。また駆動円盤８と円板１０との間には、円板
１０に負荷がかかつた際、バネバランス１２の変
位量を測定して電気量に変換する変位計１３が取
付けられている。さらに、駆動円盤８の下面には
垂直荷重を円板１０のゴム体１１に加えるためコ
ロ１４が取付けられている。駆動部２は、マグネ
ツトモータ１５を有し、このマグネツトモータ１
５によりカツプラー１６を介して駆動軸７が回転
するようになつている。マグネツトモータ１５は
モータ支柱１７によつて駆動部２のケース内に支
持されている。また駆動軸７は駆動部２のケース
下面に取付けられたベアリング１８によつて支持
されており、駆動軸７を介して駆動部２と摩擦測
定部１とは一体に上下動するようになつている。
なお、摩擦測定部１の回転中、変位計１３が発生
する電気出力はスリツプリング９からブラシ１９
を介して取り出される。ブラシ１９はブラシホル
ダ２０に取付けられ、支柱２１を介して駆動部２
のケース下面に固定されている。

第６図にはこの動摩擦係数測定装置の電気回路
が示されている。マグネツトモータ１５は切換ス
イツチ２２および電源スイツチ２３を介して例え
ば12Vの直流電圧を供給する電源端子２４に接続
されている。また、速度出力端子２５は切換スイ
ツチ２２に接続され、切換スイツチ２２を図示の
状態から切換えるとマグネツトモータ１５に接続
されるようになつている。したがつて、切換スイ
ツチ２２によりマグネツトモータ１５は回転速度
を検出する検出手段となり、その出力は速度出力
端子２５に印加されるのである。電源端子２４の
電源供給ラインには接点Ａ、Ｂを介して定電圧装
置２７が接続され、さらに定電圧装置２７は摩擦
測定部１の入力端子Ｃ、Ｄに接続されている。ま
た摩擦測定部１の出力端子Ｅ、Ｄはアツテネータ
２６を介して摩擦係数出力端子２８に接続されて
いる。なお、変位計１３は定電圧装置２７より入
力端子Ｃ、Ｄおよびブラシ１９、スリツプリング
９を介して定電圧を入力され、バネバランス１２
の変位量に応じた出力電圧をスリツプリング９、
ブラシ１９、出力端子Ｅ、Ｄおよびアツテネータ
２６を介して摩擦係数出力端子２８に伝達するよ
うになつている。なお、アツテネータ２６は、ゴ
ム体１１にかかる垂直荷重Ｗと摩擦力Ｆとが等し
いときに出力が１となるようにあらかじめ調整さ
れる。これにより、摩擦係数出力端子２８に印加
される出力は、摩擦係数の式μ＝Ｆ／Ｗ（μは摩
擦係数）における摩擦係数μを表すことになる。
この場合、垂直荷重Ｗは、摩擦測定部１と駆動部
２との自重であり、一定であるため、アツテネー
タ２６は一度調整すればよいことになる。そし
て、第７図に示すように、速度出力端子２５はＸ
−Ｙレコーダ２９の例えばＸ端子に接続され、摩
擦係数出力端子２８はＸ−Ｙレコーダ２９の例え
ばＹ端子に接続されている。

次に、測定操作を説明する。まず、装置を被測
定面例えば路面上に設置する。

その状態でレバー５を下げ、摩擦測定部１およ
び駆動部２を路面から浮かせる。そして、切換ス
イツチ２２を第６図に示す状態に切換えておい
て、電源スイツチ２３をオンにする。これによつ
て、電源端子２４からマグネツトモータ１５に電
流が流れ駆動軸７が回転し、摩擦測定部１が回転
する。回転速度が測定速度以上になつたところで
切換スイツチ２２を第６図に示す状態から反対側
に切換え、同時にレバー５を静かに放す。ゴム体
１１が路面に接すると摩擦力が作用して円板１０
を止めようとするが、駆動円盤８は慣性によつて
回り続けようとする。したがつて、駆動円盤８と
円板１０との間にねじれが生じ、この力はバネバ
ランス１２を変位させ、その変位量は変位計１３
によつて測定される。すなわち電源端子２４から
の電圧は定電圧装置２７を介して変位計１３に入
力され、バネバランス１２に応じた出力電圧が変
位計１３よりアツテネータ２６を介して摩擦係数
出力端子２８に印加される。したがつてこの出力
は、Ｘ−ＹレコーダのＹ成分として記録される。
一方、ゴム体１１にかかる摩擦力はバネバランス
１２を介して駆動円盤８に伝えられるので駆動円
盤８は徐々に減速され停止するに至る。その間モ
ータ１５は駆動軸７を介して共に回転するので起
電力を生じ、この起電力は速度出力端子２５に印
加され、Ｘ−Ｙレコーダ２９のＸ成分として記録
される。この場合、モータ１５の起電力は駆動軸
７の回転速度が大きいほど大きくなるので、Ｘ成
分は速度を表すことになる。このようにして、速
度と摩擦係数との関係がＸ−Ｙレコーダの直角座
標に記録されるので、種々の速度における摩擦係
数を一回の測定操作で知ることができる。

なお、本発明の動摩擦係数測定装置は、路面と
タイヤとの摩擦係数の測定ばかりでなく、例えば
くつと床との摩擦係数の測定等他のものにも応用
できる。その場合、ゴム体１１を被測定物質の材
質に合せて適宜取り替えることはいうまでもな
い。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明によれば、下記の通りすぐ
れた作用効果を奏するものである。

(イ) 装置が台枠に収納されており、任意の現場で
直接に動摩擦係数を知ることができる。

(ロ) 動摩擦係数は駆動円盤と円板との間に設けた
バネバランスの変位量として出力されるので、
簡単な構成で精度が高い。

(ハ) 回転速度の検出も簡単であり、Ｘ−Ｙレコー
ダにより現場において直ちに記録を得ることが
できる。

(ニ) 機械的および電気的に複雑な構成部分がな
く、全体的にコンパクトであり、持ち運びが簡
単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図は同実施例の正面断面図、第３図は同実施例の
バネバランスと変位計の取付状態を示す部分平面
図、第４図は第３図における−線に沿つた断
面図、第５図は第３図における−線に沿つた
断面図、第６図は同実施例の電気回路図、第７図
は同実施例のＸ−Ｙレコーダを示す図である。 １……摩擦測定部、７……駆動軸、８……駆動
円盤、１０……円板、１１……ゴム体、１２……
バネバランス、１３……変位計、１５……マグネ
ツトモータ、２２……切換スイツチ、２４……電
源端子、２５……速度出力端子、２８……摩擦係
数出力端子、２９……Ｘ−Ｙレコーダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 動摩擦係数を速度に応じて連続的に測定し、
   そして自動的に記録する動摩擦係数測定装置にお
   いて、台枠と、その台枠上に固定されたホルダー
   によつて支持されてレバーで上下動できる駆動部
   および摩擦測定部とを備え、その台枠には被測定
   面にセツトする座が設けられ、駆動部から延びる
   駆動軸には摩擦測定部が設けられ、その摩擦測定
   部は駆動軸に固着された慣性の大きい駆動円盤
   と、その駆動円盤の下方で駆動軸に回転自在に取
   付けられた慣性の小さい円板とを備え、その円板
   の下面には摩擦係数測定用ゴム体が固着され、前
   記駆動円盤の円板とはバネバランスによつて互い
   に連結されており、そしてそのバランスの変位量
   を電気量に変換する変位計を設け、駆動部のモー
   タによつて回転する前記駆動円盤の回転速度を検
   出する検出手段を設け、前記変位計の出力および
   前記検出手段の出力を記録するＸ−Ｙレコーダを
   設けたことを特徴とする動摩擦係数測定装置。