JPH023136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２つの測定対象物を互いに接触した
ときの両者間の滑り抵抗係数を測定する滑り試験
機に係り、特に曲接触または点接触における滑り
抵抗係数を測定するに好適な滑り試験機に関す
る。

従来、階段用滑り止め材と靴底等の覆物の底と
の間の滑り抵抗係数の測定は、床仕上材料の滑り
抵抗係数を測定する振子型床滑り試験機を流用し
て、第１図に示す原理により行われていた。

これを説明すると、１はハンマであり、点Ｏを
支点として揺動自在とされている。前記ハンマ１
の下端部には靴裏材２が矢印Ａ方向に移動自在に
取り付けられ、この靴裏材２とハンマ１の下端部
との間には、ばね３が介装されている。

そして、まず、ハンマ１を所定の高さＢとなる
持ち上げ位置（実線位置で示される）に持ち上
げ、次にハンマ１を離し、同ハンマ１を矢印Ｃの
ように揺動させ、同ハンマ１が１点鎖線位置によ
うに鉛直方向化近になつたときに、靴裏材２がハ
ンマ１の下方に固定された階段用滑り止め材４の
表面に摺接されるようにする。ここにおいて、滑
り止め材４と靴裏材２との間の滑り抵抗係数は、
２点鎖線位置で示されるハンマ１の振上り位置の
高さＤにより求めることができる。

しかし、このような従来の試験方法では、階段
用滑り止め材４と靴裏材２とが摺接したときに、
ばね３が振動し、このばね３の振動により滑り止
め材４と靴裏材２との間の接触圧が変動するの
で、正確な測定値を得ることができないという欠
点があつた。

また、前記従来の測定方法は、もともと平面的
な床面上を歩行する場合を想定しているので、す
べり止め材４に対する靴裏材２の接触態様は、第
２図のように滑り止め材４に靴５の踵が接触する
場合に対応する。

しかるに、階段歩行時の滑りは、階段を下りる
ときに、第３図のように靴底の爪先付近が階段の
踏み面の先端部に接触した瞬間に生じる。したが
つて、前記従来の測定方法では、実際の状態にそ
ぐわない滑り抵抗係数しか得られないという欠点
もあつた。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、ばねの振動等により測定値の誤差が
大きくなることがなく、しかも２つの測定対象物
を任意の部分かつ任意の接触角で接触させたとき
の滑り抵抗係数を測定することができ、線接触ま
たは点接触における滑り抵抗係数を測定するに好
適な滑り試験機を提供することを目的とする。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。

第４ないし９図は、本発明を階段用滑り止め材
と靴底との間の滑り抵抗係数を測定するための階
段用滑り試験機に適用した実施例を示す。

基台６は、３本の脚ねじ７を鉛直方向に螺合さ
れており、この脚ねじ７を介して適当な設置面上
に載置されるようになつている。したがつて、基
台６の水平は、脚ねじ７を回転し、基台６からの
脚ねじ７の下端部の突出量を調整することにより
得られる。

前記基台６には、回動台９が水平方向に延びる
回動台軸８を中心として回動自在に支持されてい
る。また、前記基台６には支柱１０が立設され、
この支柱１０の上端部にはプーリー１１が回転自
在に支持されている。さらに、前記基台６にはモ
ータ１２が取り付けられ、このモータ１２の回転
軸はギアボツクス１３内に収容された減速装置
（図示せず）の入力軸に連結されている。前記減
速装置の出力軸には巻き取りプーリー（図示せ
ず）が取り付けられ、この巻き取りプーリーには
糸１４の一端部が巻き付けられている。この糸１
４の他端部は、回動台９の回動台軸８と反対側の
端部に取り付けられている。また、前記糸１４の
中間部はプーリー１１に巻き掛けられている。

前記回動台９の軸８側の端部付近には、２つの
支持具１５が互いに対向されて立設されている。
これらの支持具１５にはそれぞれ回動台軸８と平
行に延びる軸１６を介して扇形板１７が回動自在
に支持され、各扇形板１７の間には断面Ｌ字型の
回動部材１８が固着されている。

また、前記扇形板１７の一方のものの円弧状の
周縁部には、目盛１９が付されている。さらに、
前記支持具１５の一方のものには、目盛１９を指
示する目盛支持部２０が設けられている。

前記支持具１５には固定ねじ２１が水平方向に
螺合され、この固定ねじ２１の先端部を扇形板１
７に押圧することにより、扇形板１７および回動
部材１８を所望の回動位置に固定できるようにな
つている。前記基台６には扇形の目盛板１７がそ
の中心を回動台軸８に一致させて取り付けられて
おり、この目盛板２２の円弧状の周縁部には目盛
２３が設けられている。他方、前記回動台９には
目盛２３を指示する目盛支持針２４が取り付けら
れている。

前記回動台９の回動台軸８と反対側の端部に
は、支柱４０が立設され、この支柱４０の上端部
には水平部４０ａが一体的に設けられている。さ
らに、前記水平部４０ａの先端部には回動台軸８
に対し垂直方向に延びる懸垂軸ガイド部４０ｂが
設けられている。このガイド部４０ｂには回動台
軸８と垂直方向に長孔２５が設けられ、この長孔
２５には懸垂軸２６が貫通されている。前記懸垂
軸２６には、ガイド部４０ｂの上方および下方に
おいて２個のナツト２７が螺合されている。

前記懸垂軸２６の下端部には懸垂板２８の中央
部が固定され、この懸垂板２８の両端部にはナイ
ロンワイヤ等からなる２本の線状材２９の上端部
がそれぞれ取り付けられている。これらの線状材
２９の下端部にはアルミ合金等の軽い材料からな
る丸棒状の踵載置棒３０の両端部が取り付けられ
ている。なお、前記２本の線状材２９は等長とさ
れている。また、前記懸垂板２８の上下面にはス
トレインゲージ３１ａ〜３１ｄが貼り付けられ、
これらのゲージ３１ａ〜３１ｄは図示しないスト
レインメータに接続されている。

次に、この滑り試験機による滑り抵抗係数の測
定方法を説明する。

まず、回動台９を水平にするとともに、回動部
材１８に測定を行うべき階段用滑り止め材４を取
り付ける。このとき、滑り止め材４の踏面４ａが
水平となり、かつ同踏面４ａの先端部が軸８側に
位置するようにする。次に、目盛１９および目盛
支持部２０を見ながら回動部材１８を回動するこ
とにより、前記踏み面４ａを水平面に対し角度
傾ける。なお、この角度は、測定を行うべき靴
底とすべり止め材との間の所望の接触角と等しく
する。

次に、適当な重さの錘（図示せず）を取り付け
られた靴５の底の爪先付近を、実際に階段を降り
る場合と同様に、滑り止め材４の踏面４ａの先端
部に載置する。また、靴５の底の踵の部分を踵載
置棒３０上に載置する。そして、このとき、線状
材２９が鉛直となつているかどうかを確認する。

なお、本実施例では、長孔２５に沿つて懸垂軸
２６を移動できるので、異なる大きさの靴５に対
しても前記踵の部分を踵載置棒３０上に常に適切
に載置できるため、種々の異なる大きさの靴につ
いて測定を行うことができる。

次に、懸垂軸２６に対しナツト２７を回転する
ことにより踵載置棒３０を上下させて、第１０図
のように滑り止め材４と靴底との接触部および踵
載置棒３０と靴底との接触部を結ぶ線ｅ−e′が水
平となるように調整する。これにより、すべり止
め材４と靴底との接触角度は前記角度となる。
そして、必要があれば、再度、線状材２９の鉛直
性を確認する。

次に、モータ１２を駆動し、前記巻き取りプー
リーに糸１４を巻き取らせることにより、回動台
９を非常にゆつくりと回動させていく。そして、
前記回動台９の回動により、滑り止め材４に対し
靴５が滑り始めたときの前記ｅ−e′線の水平面に
対する傾斜角θ、および線状材２９が靴５の踵部
分を吊り下げている力Whを求める。なお、前記
傾斜角θは目盛２３および目盛支持針２４により
求めることができ、前記力Whは、懸垂板２８に
作用する荷重と等しいので、ストレインゲージ３
１ａ〜３１ｄの歪みを前記ストレインメータによ
り測定することにより求めることができる。

ここで、靴５およびこの靴５に取り付けられた
前記錘の総重量をＷ、靴底が滑り止め材４から作
用される接線方向の力円W_f、靴底が滑り止め材
４から作用される法線方向の力をW_t、靴底が踵
載置棒３０から作用される法線方向の力をW_hと
すると、前記のように靴底の踵の部分を載置した
ときに線状材２９が鉛直となつていれば、靴底へ
踵載置棒３０から作用する接線方向の力は０であ
るので（回動台９が回動されて線状材２９が傾斜
した後も、同線状材２９が懸垂板２８を中心とし
て揺動自在であることから、靴５が接線方向へ移
動しようとしても、踵載置棒３０から靴５に対し
抵抗力が作用されることはない）、滑り止め材４
と靴底との間の滑り抵抗係数μは、次式で算出す
ることができる。

μ＝W_f／W_h ＝Wsinθ／Ｗ・cosθ−W_h ＝sinθ／cosθ−Ｃ (1) ここで、 Ｃ＝W_h／Ｗ (2) なお、階段用滑り止め材の滑り抵抗性の評価
は、種々の接触角（０〜30度）について滑り抵
抗係数μの測定を行い、これらの接触角の全範
囲において滑り抵抗係数μが高い値を示すか否か
を調べて行う必要があるが、本実施例では、前記
のように回動部材１８を種々の回動位置に固定す
ることにより、接触角を任意に選択できるの
で、容易に種々の接触角について滑り抵抗係数
μを測定することができる。

また、本実施例では、回動台９を、モータ１２
で糸１４を巻き取ることにより回動させるので、
モータ１２等の駆動機構の振動が回動台９に伝わ
りにくく、前記振動が滑り抵抗係数μの測定に影
響を与える虞れを除去することができる。

また、前記(1)式は、線状材２９および踵載置棒
３０の重さを無視できるときに成立するので、線
状材２９および踵載置棒３０は、本実施例のよう
になるべく軽い材料で構成することが好ましい。

また、実際的には、前記のようにして滑り抵抗
係数μを測定するに際し、実際の靴の代わりに、
第１２および１３図に示すような試験用載荷板３
２の裏面に靴底材３３を取り付けたものを使用す
ることができる。ここで、前記試験用載荷板３２
の表面には支柱３４が立設され、この支柱３４に
は試験用載荷板３２に載置される錘３５の切り割
り３６が嵌合されるようになつている。

また、試験用載荷板３２の表面には水準器３７
が設けられており、同水準器３７により前記ｅ−
e′線の水平をチエツクできるようになつている。

第１４図は本発明の他の実施例を示し、前記実
施例において靴５の踵部を懸垂する線状材２９お
よび踵載置棒３０等の代わりに、フツ素樹脂等の
摩擦係数の非常に小さい材料からなる踵載置面３
８を回動台９に昇降自在かつ任意の位置に固定可
能に設けている。

本実施例においても、靴底の踵部を前記踵載置
棒３０の代わりに踵載置面３８上に載置すれば、
踵載置面３８から靴底へ作用する前記接線方向の
力は無視できるので、踵載置面３８から靴底へ作
用する法線方向の力W_hを適当な手段によつて検
出することにより、前記(1)式から前記滑り抵抗係
数μを測定することができる。

なお、前記摩擦係数の非常に小さい面３８の代
わりに、ころ等を使用することにより、接線方向
に力が作用しないように前記踵部を支持してもよ
い。

また、前記各実施例は、本発明を階段用滑り試
験機に適用した例であるが、本発明は階段用滑り
止め材および靴底以外の測定物対象間の滑り抵抗
係数を測定する滑り試験機にも適用できることは
言うまでもない。

以上のように本発明による滑り試験機は、階段
用滑り止め材等の第１の測定対象物と靴底等の第
２の測定対象物とを接触したときの両者間の滑り
抵抗係数を測定する際に、前記第１の測定対象物
に前記第２の測定対象物を所定の部分に接触する
ように載置するとともに、前記第２の測定対象物
を前記所定の部分以外の部分において、両対象物
の接線方向に力が作用しないように支持し、この
状態のまま前記両測定対象物を、第２の測定対象
物が滑り出すまで、一体的に傾けることによつ
て、前記滑り抵抗係数を測定するようにしたこと
により、従来のようにばねの振動等により測定値
の誤差が大きくなることがなく、しかも２つの測
定対象物を任意の部分かつ任意の接触角で接触さ
せたときの滑り抵抗係数を測定することができ、
線接触または点接触における滑り抵抗係数を測定
するに好適であるという優れた効果を得られるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の滑り試験機の測定原理を示す説
明図、第２図は前記第１図の滑り試験機によつて
得られる階段用滑り止め材と靴底との間の滑り抵
抗係数に対応する階段用滑り止め材と靴底との接
触状態を示す説明図、第３図は実際に階段を降り
るときの階段用滑り止め材と靴底との接触状態を
示す説明図、第４図は階段用滑り止め材の一例を
示す斜視図、第５図は本発明による滑り試験機の
一実施例を示す斜視図、第６図は前記実施例を示
す正面図、第７図は前記実施例を示す側面図、第
８図は前記実施例を示す平面図、第９図は前記実
施例における懸垂板を示す正面図、第１０および
１１図は前記実施例における測定方法を示す説明
図、第１２および１３図は前記実施例において実
際の靴に代えて使用される試験用載荷板等を示す
斜視図、第１４図は本発明の他の実施例を示す原
理図である。 ５……靴、６……基台、８……回動台軸、９…
…回動台、１２……モータ、１４……糸、１６…
…軸、１８……回動部材、１９……目盛、２０…
…目盛指示部、２１……固定ねじ、２３……目
盛、２４……目盛指示針、２５……長孔、２６…
…懸垂軸、２７……ナツト、２８……懸垂板、２
９……線状材、３０……踵載置棒、３１ａ〜３１
ｄ……ストレインゲージ、３３……靴裏材、３８
……靴底載置面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の測定対象物と第２の測定対象物とを接
   触した際の両者間の滑り抵抗係数を測定する滑り
   試験機において、基台と、この基台に、水平方向
   に延びる回動軸を中心として回動自在に支持され
   た回動台と、この回動台の回動角度を検出する手
   段と、前記回動台を回動させる回動台駆動装置
   と、前記回動台に設けられ、前記第１の測定対象
   物を固定支持する第１の測定対象物支持装置と、
   前記回動台に設けられ、前記第１の測定対象物に
   一部を載置された前記第２の測定対象物の他の部
   分を、前記第２の測定対象物が該第２の測定対象
   物と前記第１の測定対象物との接線方向に移動し
   ようとしても該方向には抵抗力を全く作用させな
   いか、または無視できる大きさしか作用させない
   状態にて、支持する第２の測定対象物支持装置
   と、この第２の測定対象物支持装置に作用する前
   記第２の測定対象物の荷重を検出する荷重検出装
   置とを有してなる滑り試験機。 ２ 第２の測定対象物支持装置は、第２の測定対
   象物を載置される測定対象物載置部材と、この測
   定対象物載置部材を揺動自在に懸垂する線状材と
   を有してなる特許請求の範囲第１項記載の滑り試
   験機。 ３ 第２の測定対象物支持装置は、第２の測定対
   象物を載置される摩擦係数の小さい測定対象物載
   置面を有してなる特許請求の範囲第１項記載の滑
   り試験機。 ４ 第１の測定対象物支持装置は、水平方向に延
   びる回動軸を中心として回動自在とされ、かつ第
   １の測定対象物を固定される回動部材と、この回
   動部材を任意の回動角度に固定する固定手段とを
   有してなる特許請求の範囲第１項、第２項または
   第３項記載の滑り試験機。 ５ 第２の測定対象物支持装置は、第２の測定対
   象物を支持する位置を回動台に対し移動可能とさ
   れた特許請求の範囲第１項、第２項、第３項また
   は第４項記載の滑り試験機。