JPH10281977A - 可搬式万能型摩擦試験機及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプルホルダーと摩擦面との間の相対運動
に抵抗する摩擦力を示す測定値を得る。 【解決手段】 キャリッジとともに動くようにこれに取
り付けられかつ前記第１の方向における前記キャリッジ
の運動中、サンプルを摩擦面との摩擦組合いに保持する
ように構成されたサンプルホルダー、選定された荷重を
摩擦面と直角な方向でサンプルに加え得るようにサンプ
ルホルダーに荷重を加えるために前記キャリッジ上に支
持された可変重量負荷装置、及びサンプルが前記第１の
方向に動かされるときにサンプルの運動に抵抗する摩擦
力を示す測定値を得るための力測定装置を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に摩擦試験器及び
方法に関し、特に、種々の速度、接触圧力及び方向にお
けるゴム試験片またはトレッド要素と種々の摩擦面との
間の摩擦係数を測定する摩擦試験器及び方法に関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】タイヤ用の新しいコンパウン
ドの開発に当たっては、従来の方法はタイヤを試作しこ
のタイヤに種々の牽引試験を受けさせることであった。
牽引特性の最適化の目的で試験タイヤを作るには費用及
び時間を要するため、代わりに、コンパウンドの牽引特
性の判定にはトレッドコンパウンドの小さいサンプルが
使われてきた。試験に小さいサンプルを使用することに
より、どのコンパウンドが最良の性質を有するかを決定
するための選抜用の多数の異なったトレッドコンパウン
ドを小バッチで作ることができる。小さいサンプルは、
これを異なった路面及び異なった条件を再現する種々の
摩擦試験面によっても試験することができ、これによ
り、特別な条件下の特別な路面においてどのコンパウン
ドが最良の牽引力を持つかを決定するためにコンパウン
ドの牽引特性を観察することができる。

【０００３】米国特許５１１３６８８号において、小さ
い試験片を使用したトレッドコンパウンドのタイヤ牽引
特性予測用の装置及び方法が明らかにされた。この装置
はサンプルと摩擦面との間に回転関係を作る。サンプル
と摩擦面との間のピークトルクが測定され、そのサンプ
ルについてのトルク対時間の曲線が確立される。しか
し、かかる装置は、異なった場所で試験するために望む
ように容易に動かし得るようにはならず、かつ異なった
トレッドパターンの性能を評価するに適した装置でもな
い。平らなトレッド要素の摩擦係数を測定できるだけで
なく、現存するタイヤのトレッドブロック、ショルダー
等の摩擦係数も測定できる可搬式の摩擦試験装置を有す
ることは有利である。更なる望ましい利点は、本発明と
同じ方法で摩擦面とサンプルとの間の相互作用を観察し
得る装置であることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、試験サンプル
と摩擦面との間の摩擦特性を測定するための摩擦試験機
及び方法に関する。この機械及び方法は、種々の滑り速
度、接触圧力及び方向におけるゴムサンプル又はトレッ
ド要素と種々の摩擦面との間の摩擦係数の測定に特に適
している。機械の好ましい実施例は、摩擦面を容易かつ
迅速に変えるように構成された独立型可搬式であり、摩
擦面に関するサンプルの運動方向及び滑り面に直角な軸
線まわりの試験サンプルの回転を与える。

【０００５】一般に、本発明による摩擦試験機は、サン
プルを摩擦面に対して摩擦係合状態に保持するような形
状にされたサンプルホルダー、及び第１の方向における
摩擦面とサンプルホルダーとの間で相対運動をさせる運
動装置を備える。摩擦面に直角な選定された荷重をサン
プルに加え得るようにサンプルホルダーに荷重を加える
ためのサンプルホルダー上の可変重量負荷装置、及び運
動装置によりなされるサンプルホルダーと摩擦面との間
の相対運動に抵抗する摩擦力を示す測定値を得るための
力測定装置も設けられる。摩擦面の垂直な軸線まわりの
回転及び／又は第１の運動方向を横切る方向における移
動のような、第１の方向とは異なった別の方向における
サンプルホルダーと摩擦面との間の相対運動をさせるた
めの第２の運動装置を備えることが好ましい。

【０００６】本発明による摩擦試験機の１実施例におい
ては、上に摩擦面を支持するベース、及び前記ベース上
に取り付けられかつ摩擦面に平行な第１の方向において
運動するように案内されるキャリッジが設けられる。キ
ャリッジを前記第１の方向で動かすために、運動装置が
キャリッジとベースとの間に連結され、更にサンプルホ
ルダーがキャリッジとともに動くようにこれに取り付け
られ、このサンプルホルダーは、第１の方向におけるキ
ャリッジの運動中、サンプルを摩擦面と組み合わせて保
持するように構成される。好ましくは、摩擦要素上に摩
擦面が与えられ、この摩擦要素はベースに取外し可能に
支持され、これにより摩擦要素は、それぞれ異なった摩
擦面を与えるために他の摩擦要素と交換可能である。好
ましい実施例においては、ベースは摩擦要素を取外し可
能に保持するための凹所を有し、またベースはこの機械
をある場所から他の場所に容易かつ迅速に輸送するため
にカート上に支持される。

【０００７】本発明による摩擦試験機の別の実施例にお
いては、ベースに固定されたキャリッジが設けられ、サ
ンプルホルダーは、摩擦面に直角に垂直方向で動くよう
にこのキャリッジに取り付けられる。テーブルが垂直軸
まわりで回転できるようにベースに取り付けられ、摩擦
面はテーブルの半径方向外周部分のまわりを環状に伸
び、これによりサンプルを静止させたままで摩擦面が動
かされる。

【０００８】本発明による摩擦試験機の更に別の実施例
においては、路面のようなサンプル試験面の上に置くよ
うにされたベースが設けられる。キャリッジは、ベース
に取り付けられ、摩擦面と平行な第１の方向で運動する
ように案内される。キャリッジを第１の方向で動かすた
めに運動装置がキャリッジとベースとの間に連結され、
サンプルホルダーはキャリッジとともに動くようにキャ
リッジに取り付けられ、かつ第１の方向におけるキャリ
ッジの運動中、サンプルが摩擦面と摩擦係合をするよう
にサンプルを保持するように構成される。好ましくは、
ベースには、ベースの下の配置された摩擦面にサンプル
を押し付けるように位置決めするためにサンプルホルダ
ーが通過して伸びる開口が設けられる。

【０００９】本発明の好ましい実施例においては、可変
荷重負荷装置が重り台を備え、サンプルに加えられる荷
重を選択的に変えるためにこの台の上に取外し可能な重
りを積み重ね取り外すことができる。更に、それぞれ異
なった摩擦面を提供するために、摩擦要素の摩擦面を他
の摩擦面と容易かつ迅速に交換できることも好ましい。

【００１０】本発明による別の特別な実施例においいて
は、トレッド要素のタイヤ牽引特性を予測する方法が提
供される。この方法は、トレッド要素のサンプルを作
り、摩擦面とサンプルホルダーとの間で第１の方向の相
対運動をさせる運動装置を更に有する摩擦試験機のサン
プルホルダーにサンプルを取り付け、選定された荷重を
摩擦面に直角にサンプルに加え得るようにサンプルホル
ダーに荷重をかけるためにサンプルホルダーに１個又は
複数個の重りを置き、そして運動装置によりなされるサ
ンプルホルダーと摩擦面との間の相対運動に抵抗する摩
擦力を示す測定値を得るために力測定装置を使用する諸
段階を包含する。一つの特別な方法により、異なった路
面に関するタイヤ牽引特性を予測するために、摩擦面は
異なった摩擦面と交換可能である。

【００１１】本発明の以上及びその他の特徴は以下完全
に説明され、特に実施態様において指摘される。以下の
説明及び付属図面は本発明の説明的な実施例を詳細に説
明するが、これは、本発明の原理を使用し得る種々の方
法の一つ又は幾つかを示している。

【００１２】

【実施例】さて、図面、まず図１−３に示された本発明
の実施例を詳細に参照すれば、本発明による可搬式摩擦
試験機が２０で図式的に示される。この機械２０は板の
形のベース２２を備える。図１−３に示された実施例に
おいては、ベース２２はその幅より数倍長い長さを有
し、かつカート２４の上に支持される。このカートは、
ある場所から別の場所に容易に輸送できるようにキャス
ター２５のような車輪を備えることができる。線図的に
示されるように、カート２４は、輸送のため、機械２２
のその他の構成要素、プロセッサー２８を有する電子構
成要素２６も支持する。プロセッサー２８は、機械の種
々の制御及び処理の機能を実行するように適切にプログ
ラムされた通常のマイクロコンピューターとすることが
できる。認められるであろうように、この機械は、これ
を好ましくは容易に持ち運べるように別の方法で支持し
かつ別の形状とすることができる。例えば、機械をテー
ブル上に置くようにし、更に機械をあるテーブルから別
のテーブルに容易に持ち上げられるようにベースにハン
ドルを装備することができる。

【００１３】図３に最もよく見られるように、ベース２
２は、ブロック３８の形式の摩擦要素を受け入れるため
の凹所３６を持つ。摩擦ブロック３８は、露出した頂部
又は摩擦面４４を有する摩擦材料４２を収容するホルダ
ー４０を備える。ホルダー４０及び凹所３６は、ホルダ
ーのプラットフォームに関する大きい水平方向移動を防
ぎ、一方では、ベースの凹所から摩擦ブロックを持ち上
げることにより摩擦ブロックをベースから容易に取り出
せるように、対応した寸法及び形状にされる。これによ
り、異なった摩擦面において特定のサンプルの試験をし
たいとき、異なった摩擦面を有する異なった摩擦ブロッ
クを容易かつ迅速に交換することができる。摩擦面は、
異なった材料及び／又は表面状況より構成することがで
きる。認められるであろうように、摩擦ブロックは、ホ
ルダーと摩擦材料とが互いに一体である場合は、単一の
材料で形成することができる。好ましくは、摩擦面４４
は平面であってかつベース２２の頂面４６と同一面上に
あり、そしてベースの長さのほぼ半分付近のあたりで、
ベース２２の長手方向軸線と平行に伸びる。摩擦面は、
ベースと同様に、その幅より数倍長い長さを持つ。

【００１４】摩擦面４４は種々の異なった面のいずれか
とすることができる。面は、アスファルト、コンクリー
ト、雪、等で構成でき、また面は、異なった表面状況、
例えば粗面、平滑面、溝付きの面などとすることができ
る。サンプルがある表面から別の表面に移ったときのサ
ンプルの摩擦特性を測定したいとき、希望するならば、
摩擦面はその長さに沿って異なった特性を持つことがで
きる。例えば、摩擦面の前半分をアスファルトで構成
し、後半分をコンクリートで構成することができる。サ
ンプルが摩擦面を横切って動くときのサンプルを観察で
きるように摩擦ブロックを透明にすることもできる。例
えば、摩擦ブロックをガラス又はプレキシガラスで作
り、ガラス又はプレキシガラス等の基層の頂部上の金網
により表面状況が形成された摩擦面を持つことができ
る。サンプルが摩擦面を横切って動くときにサンプルの
動的な作用を観察し記録するために、摩擦ブロックの下
方にカメラ、特に高速度カメラを取り付けることができ
る。

【００１５】ベース２２は、その上に垂直方向の支持板
５０が取り付けられ、これは、図示の実施例において
は、ベース２２の長さのほぼ半分を伸びる。垂直方向の
支持板５０はその両側の端部に内向きの取付け用アーム
５２と５４とを持つ。取付け用アームに連結されかつア
ーム間を伸びるロッド状の案内５６の対があり、この上
にキャリッジ５８が取り付けられ、摩擦面の長さに沿っ
て運動するように案内される。キャリッジには、案内ロ
ッド上で比較的摩擦なしで滑るために適切な軸受が装備
される。

【００１６】キャリッジ５８は、サンプルホルダー６２
を備える。サンプルホルダー６２はポスト６４を備え、
これは、摩擦面に直角に垂直運動をするように、キャリ
ッジ５８内の適切な軸受により案内される。サンプル取
付け具６６がポスト６４の下端に取り付けられ、これに
サンプルＳを適切な手段により取外し可能に取り付ける
ことができる。ポストの上端に重り台６８が取り付けら
れ、その上に重りＷを取外し可能に積み重ねて、サンプ
ルに加えられる荷重を選択的に変えることができる。重
りは、キャリッジが動かされるときに重り台の上に重り
Ｗを保持するために、重り台６８から上向きの伸びてい
るポスト又はその他の突起の上端上を滑ることができる
ドーナッツ形又は中央に穴のあるその他の形であること
が好ましい。しかし、重り台に対する重りの容易な取付
け取外しを許しつつ重りを定位置に保持するためにその
他の手段を使うことができる。重り台６８上の重りの組
の重量が、サンプルを摩擦面上で動かするときの、サン
プルを摩擦面４４に対して押し付ける垂直方向の力の大
きさを決定する。

【００１７】摩擦面４４上のサンプルＳの運動は運動装
置７６により行われる。図示の実施例においては、この
運動装置はモーター７８を備え、これが前進用ネジ８０
を回転させて駆動キャリッジ８２をベース２２の長手方
向軸線に沿って直線的に動かす。駆動キャリッジ８２
は、連結部材８４によりサンプルホルダー６６又はキャ
リッジ５８に連結され、サンプルホルダーを駆動キャリ
ッジとともに動かす。図示の実施例においては、連結部
材８４は、一方の端部がボールジョイント８６により駆
動キャリッジに連結され、他方の端部においてボールジ
ョイント８８によりサンプルホルダー６６に連結された
ロッドである。ボールジョイント８６と８８とは、サン
プルホルダー／キャリッジ経路と駆動キャリッジ経路と
の間の僅かな不一致を受け入れる。駆動モーター７８
は、摩擦面上でサンプルホルダーを反対方向に動かすた
めにいずれの方向にも運転可能である。更に、駆動モー
ターは、広範囲の滑り速度を与えるために種々の速度で
運転することができる。例えば、トレッドコンパウンド
の摩擦係数を測定するとき、タイヤが使用中に遭遇する
滑り速度に比較し得る滑り速度でモーターを運転するこ
とが可能である。例えば、ゼロから約１０１.６mm/sec
（４インチ／秒）の範囲の移動速度を得ることができ
る。認められるであろうように、摩擦面上でサンプルホ
ルダー／キャリッジを一方向に引っ張るようにワイヤー
のようなその他の連結部材を使用することができる。

【００１８】駆動キャリッジ８２には、ロードセルのよ
うな力の測定装置９２が固定され、これがサンプルの踏
面の水平方向の力を測定する。これはロードセル９２で
あり、これに、ボールジョイント８６により連結部材８
８が連結される。駆動キャリッジがサンプルホルダー６
６を摩擦面４４の上で動かすと、ロードセルは摩擦面を
横切るサンプルの運動に抵抗している摩擦力を示す信号
を出力するであろう。ロードセルの出力はデータ取得シ
ステム９４に接続される。より特別には、ロードセル９
２の出力はシャントキャリブレーター(shunt calibrato
r)９６によりチャージ増幅器９８に接続され、この増幅
器はプロセッサー２８に接続される。本技術の熟練者に
認められるであろうように、シャントキャリブレーター
は、本システムの較正を容易にするために設けられる。
プロセッサー２８は、センサーの出力を処理して、選定
された摩擦面において試験されているサンプルＳの摩擦
特性、例えば摩擦係数の測定値を提供する。

【００１９】トレッド要素の場合は、例えば、異なった
方向における摩擦係数を測定したいことがある。このた
め、サンプルホルダー６６は、これをキャリッジ５８内
で（摩擦面に垂直な）その垂直方向軸線まわりに回転さ
せ、次いで選定された回転角度において適切な手段によ
り固定することができる。

【００２０】ある種の試験については、直交する２方向
における２種の独立した運動、移動運動と回転運動、或
いは双方の運動をサンプルに与えたいことがある。モー
ター７８によりなされるサンプルＳの摩擦面を横切る直
線運動は直交方向の一方の運動を構成する。第２の直交
方向の移動を得るために、キャリッジの直線運動の方向
に関してサンプルホルダーを横方向で前後運動させるよ
うに横方向駆動機構１００が設けられる。摩擦面に垂直
な軸線まわりの回転運動を得るためには、摩擦面を直線
的に横切るサンプルの運動中にサンプルホルダーを回転
させるための回転機構１０２が設けられる。好ましく
は、横方向運動機構１００と回転機構１０２とは、図１
に線図的に示されれるように、キャリッジ５８内に収容
され、サンプルホルダー６６に横方向運動と回転運動を
させるようにポスト６４上で作動する。例えば、回転機
構１０２は、これをモーター、及びサンプルホルダーを
管理された方法で回転させるための適切な歯車機構及び
／又はその他の駆動要素とすることができる。ある種の
試験については、サンプルを摩擦面に沿って動かすとき
にこれを前後に往復回転させたいことがある。同様に、
横方向駆動機構１００は、これを、モーター、及び摩擦
面の長さに沿ったキャリッジの運動方向を横切ってサン
プルホルダーを動かすための適切な歯車機構及び／又は
その他の駆動要素とすることができる。サンプルホルダ
ー６６が試験中に回転運動又は横方向の運動を受ける場
合は、連結部材８４はキャリッジ５８に連結され、従っ
てサンプルホルダー６６に直結される代わりにサンプル
ホルダーに間接的に連結されることが好ましい。

【００２１】試験は濡れた状態においてもこれを行うこ
とができる。このために、容器１１０又はその他の水源
に連結された管１０８により、摩擦面４４に水を与える
ことができる。図示の実施例においては、必要なときに
必要な流量で摩擦面４４上に水を圧送するためにポンプ
１１２が使用される。試験区域から水を除去し、そして
希望するならば、図１に示されるように、この水を容器
１１０に戻し再使用するために、例えばベース２２の凹
所３６の底に適切な排水口１１４（図３）を設けること
が好ましい。湿潤試験については、摩擦ブロックがベー
スの頂部の面上を流れる水と対面したときに排水するた
めに、水の通路用としてブロックの縁に沿って摩擦ブロ
ックに適切な排水用の通路が設けられることが好まし
い。しかし、これの代わりに又はこれに付け加えて、ベ
ースを、摩擦面に加えられた水を集めるためための形状
となし得ることが認められるであろう。また、摩擦面上
の水をより均一に分布させるために、摩擦面の長さに沿
って間隔を空けられた複数の出口を有するマニフォルド
のような分布用部材を使用することができる。

【００２２】さて、図４及び５を参照すれば、本発明に
よる可搬式の摩擦試験機の別の実施例が、図式的に１２
０で示される。この機械１２０は、カート１２４に支持
されたベース１２２を備え、このカートは、ある場所か
ら他の場所への移動を容易にするためにキャスターのよ
うな車輪を備える。上述の試験機２０と同様に、カート
１２４は、プロセッサー１２８を有する電子構成要素１
２６を、機械１２２のその他の構成要素とともに備える
ことが好ましい。前と同様に、プロセッサー１２８は機
械の種々の制御及び処理機能を実行するように適切にプ
ログラムされた通常のマイクロプロセッサーとすること
ができる。

【００２３】ベース１２２の上に、垂直軸まわりを回転
するテーブル１３２が取り付けられる。このテーブル
は、例えばモーター１３６、及びモーター速度を制御す
るための適切な制御回路を有する運動装置１３４により
駆動される。テーブルの外周の環状の縁部分は、好まし
くは取外し可能な環状の摩擦要素１３８により与えられ
る摩擦面によって覆われる。取外し可能な摩擦要素１３
８は、露出した環状の頂部又は摩擦面１４４を有する摩
擦材料を収容する環状の円盤状ホルダーの形式のもので
ある。環状の摩擦要素１３８は、回転テーブル１３２の
回転軸線を中心とし、かつ回転テーブルとともに回転す
るように適切な手段によりこのテーブルに適切に固定さ
れる。好ましくは、摩擦要素は、特定のサンプルを異な
った摩擦面において試験したいとき、異なった摩擦面を
有する異なった摩擦要素の容易かつ迅速な交換ができる
ように取外し可能に固定される。前と同様に、摩擦面
は、上述のような異なった材料及び／又は表面状況で構
成することができる。

【００２４】ベース１２２は、回転テーブル１３２上の
摩擦面１４４の上方に置かれたキャリッジ１５８上に取
り付けられる。キャリッジ１５８にサンプルホルダー１
６２が取り付けられ、このホルダーはポスト１６４を備
え、このポストは、摩擦面１４４に直角に垂直方向運動
ができるようにキャリッジ１５８内の適切な軸受により
案内される。ポスト１６４の下端にサンプル取付け具１
６６が取り付けられ、この取付け具にサンプルＳが適切
な手段により取外し可能に取り付けられ。ポストの上端
には重り台１６８が取り付けられ、試験機２０に関して
上述された方法で、サンプルに加える荷重を選択的に変
えるようにこの重り台の上に重りＷを取外し可能に積む
ことができる。サンプルが摩擦面上で動くときのサンプ
ルの摩擦面の押付け力の大きさは、重り台１６８上に設
定される重りの量により決められる。

【００２５】認められるであろうように、摩擦面１４４
に関するサンプルＳの運動は回転テーブル１３２により
与えられる。駆動モーター１３６は、摩擦面をサンプル
に関して前後両方向に移動させるようにいずれの方向に
も運転させることができる。更に、駆動モーターは、上
述の範囲のような広範囲の滑り速度を与えるように種々
の速度で運転することができる。回転テーブルは、サン
プルが摩擦面に関して本質的に直線的に動き、これが試
験機２０におけるサンプルの直線的な移動運動に本質的
に相当するに十分な大きい直径のものであることが好ま
しい。

【００２６】サンプル取付け部１６６は、ロードセルの
ような力の測定装置１９２を備え、これが摩擦面１４４
に関するサンプルの運動方向と平行なサンプルＳの踏面
における水平方向の力を測定する。モーター１３６がサ
ンプルホルダー１５８の下の摩擦面１４４を動かすと、
ロードセル１９２は摩擦面を横切るサンプルの運動に抵
抗する摩擦力を示す信号を出力するであろう。ロードセ
ルの出力は上述と同様にデータ取得システムの接続され
る。

【００２７】上に示されたように、種々の方向における
摩擦係数を測定することが望ましいことがある。このた
め、サンプルホルダー１６６は、これを、キャリッジ１
５８の（摩擦面に直角な）その垂直軸まわりに回転せ、
次いで選定した回転角度において適切な手段により固定
することができる。

【００２８】この場合もある種の試験については、サン
プルを、直交する２方向における２種の独立した運動、
移動運動と回転運動、或いは双方の運動を与えたいこと
がある。サンプルＳの下の回転摩擦面１４４の運動は、
本質的に直交方向の一方の移動を構成する。第２の直交
方向の運動を得るには、横方向駆動機構２００がサンプ
ルホルダーをキャリッジの直線運動方向に関して横方向
に前後に動かす。摩擦面に直角な軸線まわりの回転を得
るために、摩擦面がサンプルの下で動いているときにサ
ンプルホルダーをキャリッジに関して回転させる回転機
構２０２が設けられる。好ましくは、横方向駆動機構２
００及び回転機構２０２は、図５に線図的に示されるよ
うにキャリッジ１５８内に収容される。

【００２９】図６及び７は、本発明による可搬式摩擦試
験機の更なる実施例を示す。この機械３２０は、床面又
は路面のような摩擦面の本来の場所における試験を行う
ように以下説明されるように変更された点を除いて、上
述の機械２０と実質的に同じである。従って、図６及び
７にはプロセッサーは示されないが、機械３２の電子構
成要素は、機械２０について上述されたものと同じであ
る。

【００３０】機械２０と同様に、機械３２０は板状のベ
ース３２２を備える。ベース３２２は、試験されるサン
プルが押し付けられる摩擦面３４４の上に置かれる。希
望するならば、ベースは、ある場所から他の場所への輸
送を容易にするようにキャスターのような車輪を設け得
るカート（図示せず）により支持することができる。カ
ートには、試験をしたいときに、カートを支持している
摩擦面の近くにベースを降ろすための機構を設けること
ができる。認められるであろうように、この機構は何か
の方法で支持されかつ容易に持ち運びできるような形状
にすることができる。例えば、この機械に、ある場所か
ら他の場所に輸送するために、機械を容易に持ち上げる
ためのハンドルを装備することができる。

【００３１】サンプルホルダー３６２内のサンプルＳが
下の摩擦面に接近できるように、ベース３２２は、開
口、特に細長い貫通した開口３３６を備える。サンプル
ホルダー３６２は、摩擦面に直角に垂直方向に動けるよ
うにキャリッジ３５８内の適切な軸受により案内される
ポスト３６４を備える。ポスト３６４の下端にサンプル
取付け具３６６が取り付けられ、これに適切な手段によ
りサンプルＳが取外し可能に取り付けられる。図６に見
られるように、（サンプルを含んだ）サンプルホルダー
は、ベースの開口３３６を通って伸び、ベースの下の摩
擦面と組み合う。

【００３２】ポスト３６４の上端には重り台３６８が設
けられ、サンプルに加えられる荷重を選択的に変えるよ
うに重りＷが取外し可能に取り付けられる。図１及び２
の試験機実施例の場合と同様に、重り台３６８上に設定
される重りの量は、サンプルが摩擦面上で動かされると
きの摩擦面に対するサンプルの垂直方向の力の大きさを
決定する。同様に、ベース３２２は、これに取り付けら
れた垂直の支持板３５０を持つ。支持板の取付けアーム
に連結されかつこれから伸びるロッド状の案内３５６の
対があり、これにキャリッジ３５８が取り付けられ、そ
してベースの細長い開口３３６の長さに沿って動くよう
に案内される。

【００３３】摩擦面面３４４上のサンプルＳの動きは運
動装置３７６により与えられ、この装置は、例えば駆動
キャリッジ３８２をベース３２２の長手方向軸線に沿っ
て直線的に動かすための前進用ネジ３８０を回転させる
モーター３７８を備える。駆動キャリッジ３８２は、標
本ホルダーを駆動キャリッジとともに動かすために、連
結用部材３８４により標本ホルダー３６６又はキャリッ
ジ３５８に連結される。標本ホルダーを摩擦面上で反対
方向に動かすために、駆動モーター３７８はいずれの方
向にも回転するように運転することができる。更に、駆
動モーターは、広範囲の滑り速度を与えるために異なっ
た速度で運転させることができる。

【００３４】駆動キャリッジ３８２には、ロードセルの
ような力測定装置３９２が固定され、これが、サンプル
の踏面における水平方向の力を測定する。駆動キャリッ
ジがサンプルホルダー３６６を摩擦面３４４上で動かす
と、ロードセルは、摩擦面を横切るサンプルの運動に抵
抗する摩擦力を示す信号を出力するであろう。ロードセ
ルの出力は、図１及び２の機械実施例２０に関連して説
明されたようにデータ取得システム３９４に接続され
る。センサーの出力は、選定された摩擦面に押し付けら
れ試験されているサンプルＳの摩擦特性、例えば摩擦係
数の測定値を提供する。前述のように、サンプルホルダ
ー３６６は、これをキャリッジ３５８内の（摩擦面に垂
直な）垂直軸線まわりに回転させ、次いで選定された回
転角度において適切な手段により固定することができ
る。これに加えて、或いはこれに代わって、サンプル
は、二つの直角方向における独立的な移動、移動運動と
回転運動、又はこの両者を与えることができる。モータ
ー３７８によりなされる摩擦面を横切るサンプルＳの直
線運動は直交方向の一方における移動を構成する。第２
の直交方向の移動を得るために、サンプルホルダーを、
キャリッジの直線運動方向に関して横方向に前後して動
かすため横方向駆動機構４００が設けられる。摩擦面に
垂直な軸線まわりの回転を得るため、摩擦面を直線的に
横切るサンプルの運動中にサンプルホルダーを回転させ
る回転機構４０２が提供される。好ましくは、横方向運
動機構４００及び回転機構４０２は、図６に線図的に示
されるように、キャリッジ３５８に収納され、ポスト３
６４上で作動して、サンプルホルダー３６６を横方向運
動及び回転運動させる。

【００３５】一例として、前述の試験機はトレッド要素
のタイヤ牽引特性の予測に使用することができる。ま
ず、トレッド要素のサンプルが作られ、上述の摩擦試験
機のいずれかのサンプルホルダーに取り付けられる。次
いで、サンプルに摩擦面と直角な方向で選定された荷重
をかけるようにサンプルホルダーに荷重を加えるために
サンプルホルダー上に１個又は複数個の重りを置く。次
いで、試験機を運転して摩擦面上でサンプルを滑らせ、
この間に、運動装置によりなされるサンプルホルダーと
摩擦面との間の相対運動に抵抗する摩擦力を示す測定値
を提供するためにデータがプロセッサーにより収集され
る。この抵抗力は、これを、摩擦面に関するサンプルの
摩擦係数の算出に使用できる。上述のように、上述の初
めの２種の実施例の摩擦面は、異なった路面に関する牽
引特性を予測するために異なった摩擦面で置き換えるこ
とが可能である。上述の第３の実施例では、試験機を、
異なった路面のような異なった面上に置くことができ
る。認められるであろうように、本試験機はサンプル、
例えば路上の摩擦面の関する実際のタイヤトレッドの部
分の摩擦特性の決定に使用することができる。

【００３６】本発明は幾種かの好ましい実施例に関して
図示され説明されたが、本技術の熟練者には、本明細書
及び付属図面の読取りと理解とにより同等の代置装置又
は変更が有り得ることは明らかである。特に、以上説明
された全体品（要素、組立体、装置、構成など）により
行われる種々の機能に関して、かかる全体品を説明する
ために使用された用語（「手段」と呼ばれるものを含
む）は、特に断らない限り、説明された全体の特定の機
能を行う適宜の全体品（即ち、機能的同等品）、即ち、
開示された構造とは厳密に同等でなくとも本発明のここ
に示された実施例の機能を行うものに対して、同様に相
当することが意図される。加えて、本発明の特別な特徴
は複数の図示実施例の１種についてのみ以上説明された
が、かかる特徴は、適宜の与えられた又は特別な応用に
対して希望されかつ有利であるときは、別の実施例の更
なる特徴と組み合わせることができる。

【００３７】本発明の実施態様は以下の通りである。

【００３８】１．ベース、前記ベース上に取り付けられ
かつ摩擦面に平行な第１の方向で運動するように案内さ
れるキャリッジ、前記キャリッジを前記第１の方向で動
かすために前記キャリッジとベースとの間に連結された
運動装置、前記キャリッジとともに動くようにこれに取
り付けられかつ前記第１の方向における前記キャリッジ
の運動中、サンプルを摩擦面との摩擦係合に保持するよ
うに構成されたサンプルホルダー、選定された荷重を摩
擦面と直角な方向でサンプルに加え得るようにサンプル
ホルダーに荷重を加えるために前記キャリッジ上に支持
された可変重量負荷装置、及びサンプルが前記第１の方
向に動かされるときにサンプルの運動に抵抗する摩擦力
を示す測定値を得るための力測定装置を備えた摩擦試験
機。

【００３９】２．摩擦面が摩擦要素上に与えられ、かつ
前記摩擦要素が前記ベースに取外し可能に支持され、こ
れにより、それぞれ異なった摩擦面を提供するために前
記摩擦要素が他の摩擦要素と交換可能である実施態様１
に説明された摩擦試験機。

【００４０】３．前記ベースが前記摩擦要素を取外し可
能に保持する凹所を備える実施態様２に説明された摩擦
試験機。

【００４１】４．前記ベース上にカートが支持される実
施態様１に説明された摩擦試験機。 ５．前記可変重量負荷装置が重り台を備え、サンプルに
加える荷重を選択的に変更するためにその上に取外し可
能な重りを積み重ね及び取り外すことができる実施態様
１に説明された摩擦試験機． ６．前記運動装置がモーター、前記モーターにより回さ
れるネジ、前記キャリッジの第１の方向の移動運動に対
応した方向に前記ネジが前記モーターにより回されたと
きに前記第１の方向に移動運動するように前記駆動キャ
リッジに機能的に連結された駆動キャリッジ、及び前記
駆動キャリッジにより前記サンプルホルダーを動かすた
めに前記駆動キャリッジを前記サンプルホルダーに連結
している連結部材を備える実施態様１に説明された摩擦
試験機。

【００４２】７．前記力測定装置が、前記駆動キャリッ
ジに取り付けられかつ前記連結部材に連結されたロード
セルを備える実施態様６に説明された摩擦試験機。

【００４３】８．前記ベースが、サンプルを試験する面
上にあるようにされ、更にベースの下に置かれた摩擦面
に対してサンプルを位置決めするためにサンプルホルダ
ーが通って伸びる開口が前記ベースに設けられる実施態
様１に説明された摩擦試験機。

【００４４】９．キャリッジ、前記キャリッジと摩擦面
との間で第１の方向の相対運動をさせる運動装置、摩擦
面と前記第１の方向とに直角な方向で運動するように前
記キャリッジにより案内されるサンプルホルダーであっ
て、前記キャリッジと摩擦面との間の前記第１の方向に
おける相対運動中、サンプルを摩擦面との摩擦係合に保
持するように構成されているサンプルホルダー、選定さ
れた荷重を摩擦面と直角な方向でサンプルに加え得るよ
うにサンプルホルダーに荷重をかけるために前記キャリ
ッジ上に支持された可変重量負荷装置であって、重り台
を有し、サンプルに加える荷重を選択的に変えるように
その上に取外し可能な重りを積み重ね及び取り外すこと
ができる前記可変重量負荷装置、及びサンプルが前記第
１の方向に動かされるときにサンプルの運動に抵抗する
摩擦力を示す測定値を得るための力測定装置を備えた摩
擦試験機。

【００４５】１０．ベースと摩擦面を有する摩擦要素と
を備え、前記摩擦要素は前記ベース上に取外し可能に支
持され、これにより、それぞれ異なった摩擦面を提供す
るために前記摩擦要素は他の摩擦要素と交換可能であ
り、かつ前記ベースが前記摩擦要素を取外し可能に保持
するための凹所を有する実施態様９に説明された摩擦試
験機。

【００４６】１１．前記運動装置がモーター、前記モー
ターにより回されるネジ、前記ネジに機能的に連結され
た駆動キャリッジであってその第１の方向の移動運動に
対応した方向に前記ネジが前記モーターにより回された
ときに前記第１の方向に移動運動する前記駆動キャリッ
ジ、及び前記駆動キャリッジにより前記サンプルホルダ
ーを動かすために前記駆動キャリッジを前記サンプルホ
ルダーに連結している連結部材を備える実施態様９に説
明された摩擦試験機。

【００４７】１２．前記力測定装置が、前記駆動キャリ
ッジに取り付けられかつ前記連結部材に連結されたロー
ドセルを備える実施態様１１に説明された摩擦試験機。

【００４８】１３．サンプルを試験する面上に前記ベー
スがあるようにされ、更にベースの下に置かれた摩擦面
に対してサンプルを位置決めするためにサンプルホルダ
ーが通過して伸びる開口が前記ベースに設けられる実施
態様９に説明された摩擦試験機。

【００４９】１４．摩擦面、サンプルを前記摩擦面との
摩擦係合状態に保持するように構成されたサンプルホル
ダー、前記摩擦面とサンプルホルダーとの間で第１の方
向の相対運動をさせる運動装置、 選定された荷重を前
記摩擦面と直角な方向でサンプルに加え得るようにサン
プルホルダーに荷重をかけるための前記サンプルホルダ
ー上の可変重量負荷装置、及び前記運動装置によりなさ
れる前記サンプルホルダーと前記摩擦面との間の相対運
動に抵抗する摩擦力を示す測定値を得るための力測定装
置を備えた摩擦試験機。

【００５０】１５．ベース、垂直軸まわりに回転できる
ように前記ベースに取り付けられたテーブル、及び前記
テーブルの半径方向外周部分を環状にまわって伸びる前
記摩擦面を備えた実施態様１４に説明された摩擦試験
機。

【００５１】１６．前記ベースに固定されたキャリッジ
を備え、前記サンプルホルダーが前記摩擦面に直角の垂
直運動できるように前記キャリッジに取り付けられた実
施態様１５に説明された摩擦試験機。

【００５２】１７．前記第１の方向とは別の方向におけ
る前記サンプルホルダーと摩擦面との間の相対運動をさ
せる第２の運動装置を備えた実施態様１４に説明された
摩擦試験機。

【００５３】１８．前記別の方向が前記摩擦面に直角な
軸線まわりの回転である実施態様１７に説明された摩擦
試験機。

【００５４】１９．前記別の方向が前記一方の方向を横
切る実施態様１７に説明された摩擦試験機。

【００５５】２０．サンプルを試験する面上に置かれる
ようにされたベースを備え、ベースの下の置かれた摩擦
面に対してサンプルを位置決めするためにサンプルホル
ダーが通って伸びる開口が前記ベース設けられる実施態
様１４に説明された摩擦試験機。

【００５６】２１．トレッド要素のサンプルを作り、摩
擦面とサンプルホルダーとの間で第１の方向の相対運動
をさせる運動装置を更に有する摩擦試験機のサンプルホ
ルダーにサンプルを取り付け、選定された荷重を摩擦面
と直角な方向でサンプルに加え得るようにサンプルホル
ダーに荷重をかけるためにサンプルホルダー上に１個又
は複数個の重りを置き、そして運動装置によりなされる
サンプルホルダーと摩擦面との間の相対運動に抵抗する
摩擦力を示す測定値を得るために力測定装置を使用する
諸段階を含むことを特徴とする摩擦の予測方法。

【００５７】２２．摩擦面を異なった摩擦面で置き換え
る段階を含んだ実施態様２１に説明された方法。

【００５８】２３．垂直運動ができるようにキャリッジ
内にサンプルホルダーを支持する段階を含んだ実施態様
２１に説明された方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による可搬式摩擦試験機の図式的な側面
図である。

【図２】図１の可搬式摩擦試験機の図式的な平面図であ
る。

【図３】図１の線３−３に沿って得られた部分断面図で
あって、この機械に使用される代表的な摩擦ブロックの
詳細を示す。

【図４】本発明による可搬式摩擦試験機の別の実施例の
図式的な平面図である。

【図５】図３の可搬式摩擦試験機の図式的な側面図であ
る。

【図６】本発明による可搬式摩擦試験機の更なる実施例
の図式的な側面図である。

【図７】図６の可搬式摩擦試験機の図式的な平面図であ
る。

【符号の説明】

２０ 可搬式摩擦試験機 ２２ ベース ２４ カート ２５ キャスター ２６ 電子構成要素 ２８ プロセッサー ３８ 摩擦ブロック ４４ 摩擦面 ６２ サンプルホルダー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース、 前記ベース上に取り付けられかつ摩擦面に平行な第１の
   方向で運動するように案内されるキャリッジ、 前記キャリッジを前記第１の方向で動かすために前記キ
   ャリッジとベースとの間に連結された運動装置、 前記キャリッジとともに動くようにこれに取り付けられ
   かつ前記第１の方向における前記キャリッジの運動中、
   サンプルを摩擦面との摩擦係合に保持するように構成さ
   れたサンプルホルダー、 選定された荷重を摩擦面と直角な方向でサンプルに加え
   得るようにサンプルホルダーに荷重を加えるために前記
   キャリッジ上に支持された可変重量負荷装置、及びサン
   プルが前記第１の方向に動かされるときにサンプルの運
   動に抵抗する摩擦力を示す測定値を得るための力測定装
   置を備えた摩擦試験機。
2. 【請求項２】 キャリッジ、 前記キャリッジと摩擦面との間で第１の方向の相対運動
   をさせる運動装置、 摩擦面と前記第１の方向とに直角な方向で運動するよう
   に前記キャリッジにより案内されるサンプルホルダーで
   あって、前記キャリッジと摩擦面との間の前記第１の方
   向における相対運動中、サンプルを摩擦面との摩擦係合
   に保持するように構成されているサンプルホルダー、 選定された荷重を摩擦面と直角な方向でサンプルに加え
   得るようにサンプルホルダーに荷重をかけるために前記
   キャリッジ上に支持された可変重量負荷装置であって、
   重り台を有し、サンプルに加える荷重を選択的に変える
   ようにその上に取外し可能な重りを積み重ね及び取り外
   すことができる前記可変重量負荷装置、及びサンプルが
   前記第１の方向に動かされるときにサンプルの運動に抵
   抗する摩擦力を示す測定値を得るための力測定装置を備
   えた摩擦試験機。
3. 【請求項３】 摩擦面、 サンプルを前記摩擦面との摩擦係合状態に保持するよう
   に構成されたサンプルホルダー、 前記摩擦面とサンプルホルダーとの間で第１の方向の相
   対運動をさせる運動装置、 選定された荷重を前記摩擦
   面と直角な方向でサンプルに加え得るようにサンプルホ
   ルダーに荷重をかけるための前記サンプルホルダー上の
   可変重量負荷装置、及び前記運動装置によりなされる前
   記サンプルホルダーと前記摩擦面との間の相対運動に抵
   抗する摩擦力を示す測定値を得るための力測定装置を備
   えた摩擦試験機。
4. 【請求項４】 トレッド要素のサンプルを作り、 摩擦面とサンプルホルダーとの間で第１の方向の相対運
   動をさせる運動装置を更に有する摩擦試験機のサンプル
   ホルダーにサンプルを取り付け、 選定された荷重を摩擦面に直角にサンプルに加え得るよ
   うにサンプルホルダーに荷重をかけるためにサンプルホ
   ルダー上に１個又は複数個の重りを置き、そして運動装
   置によりなされるサンプルホルダーと摩擦面との間の相
   対運動に抵抗する摩擦力を示す測定値を得るために力測
   定装置を使用する諸段階を含むことを特徴とする摩擦の
   予測方法。