JPH1183471A - 路面の粗さ測定方法および測定装置 - Google Patents

路面の粗さ測定方法および測定装置

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JPH1183471A
JPH1183471A JP24062397A JP24062397A JPH1183471A JP H1183471 A JPH1183471 A JP H1183471A JP 24062397 A JP24062397 A JP 24062397A JP 24062397 A JP24062397 A JP 24062397A JP H1183471 A JPH1183471 A JP H1183471A
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roughness
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部 裕 也 安
Toshio Sawa
敏 夫 澤
Atsushi Kasahara
原 篤 笠
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 路面の動摩擦係数と同じ位置の粗さを簡単に
測定すること。 【解決手段】 公知の回転式の動摩擦係数の測定装置
(B)の円板(10)に設けた摩擦係数測定用ゴム体
(11)と同じ軌跡で回転するように粗さ測定器(5
1)を設けた粗さ測定装置(A)を準備し、両者を同じ
位置に設置して、同じ位置の動摩擦係数および粗さを測
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、路面の動摩擦係数
を測定した位置と同じ位置の粗さを測定するための方法
および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、路面の粗さや動摩擦係数(μ)を
測定する技術は種々知られており、それらの測定装置を
トレーラ等で牽引して粗さと動摩擦係数とを別々に測定
していた。しかしながら、一般に動摩擦係数の値は測定
装置によって偏差が大きく、これを統一するために路面
の粗さとの関係を求め、それによりIFI(インターナ
ショナル フリクション インデックス)値を求めるこ
とが要望された。
【0003】そのために、路面の同一箇所の粗さと動摩
擦係数とを測定しなければならず、この同一個所におけ
る2つの値の測定はかなり困難である。
【0004】動摩擦係数の測定に関し、本出願人は特公
平3−10062号公報において、取扱いが容易な動摩
擦係数の測定装置を開発した。本発明をよく理解するた
めに、その公知の動摩擦係数測定装置の概要を図5およ
び図6を参照して説明する。全体を符号Bで示す動摩擦
係数測定装置は、摩擦測定部1が駆動部2によって回転
させられるようになっている。そして、駆動部2は台枠
4上に固定されたホルダー3によって支持され、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っている。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ットするための
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
の上面にはスリップリング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10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。駆動円盤8と円板10とはバネバラ
ンス12によって連結されており、したがって円板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
ようになっている。また駆動円盤8と円板10との間に
は、円板10に負荷がかかった際、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、マグネットモータ15を有し、
このマグネットモータ15によりカップラー16を介し
て駆動軸7が回転するようになっている。マグネットモ
ータ15はモータ支柱17によって駆動部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ブラケット18によって支
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っている。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
リップリング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。
【0005】作動に際し、まず、装置を被測定面例えば
路面上に設置し、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、マグ
ネットモータ15を回転すれば駆動軸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った
ところでマグネットモータ15をオフとし、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
慣性によって回り続けようとする。したがって、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によっ
て測定される。そしてその出力をX−YレコーダのY成
分として記録し、他方、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、この起電力をX−Yレコーダ29のX成分とし
て記録すればよい。
【0006】他方、レーザ光を発光する発光素子と受光
素子とを用いて三角測量により測定する小型のレーザー
変位形が知られている。
【0007】そこで、本発明者は種々研究の結果、前述
した回転する動摩擦係数測定装置のゴム体すなわち動摩
擦係数の測定位置(測定半径)と同じ位置(半径)で回
転するレーザー変位計を使用した粗さ測定装置を用いれ
ば同一位置で動摩擦係数と粗さとを測定し得ることが解
った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
主目的は、同一位置において動摩擦係数と表面粗さとを
測定できる方法を提供するにある。
【0009】本発明の他の目的は上記の方法を実施する
ための路面粗さの測定装置を提供するにある。
【0010】本発明の別の目的は取扱いが簡単で容易に
測定できる路面の粗さの測定装置を提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の方法によれば、
慣性力の大きい駆動円板とバネバランスによって連結さ
れ測定用ゴム体を有する円板とを回転させてバネバラン
スの変位により動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定装
置を準備し、その測定用ゴム体と同じ軌跡で回転するレ
ーザー変位計を有する粗さ測定装置を準備し、それらの
測定装置のうちの一方を設置して測定し、そしてその一
方で測定した位置と同一の位置を他方の測定装置で測定
するように他方の測定装置を設置し、同一位置の動摩擦
係数と粗さとを測定するようになっている。
【0012】また本発明の装置によれば、路面上に設置
する脚を有する枠体を備え、その枠体上には歯車減速機
付きのモータが設けられ、その歯車減速機の出力軸と一
体に回転する回転軸にはエンコーダおよび回転板が設け
られ、その回転板にはレーザー変位形が設けられてお
り、このレーザー変位計の出力をエンコーダからのパル
ス信号でサンプリングし、そのサンプリングされた信号
で円弧状の軌跡の粗さを求めるようになっている。
【0013】このように本発明によれば、先ず粗さ測定
装置を設置して路面の粗さを測定し、次いで動摩擦係数
測定装置を、同一位置に設置すれば、両者は同じ軌跡で
回転するので、同一位置の動摩擦係数を測定することが
できる。したがって、路面の粗さと動摩擦係数との関係
を求めることができる。
【0014】本発明に係る粗さ測定装置は、それ自体可
搬性に富み、設置や測定が容易である。路面を円形の軌
跡で測定するので、例えば円軌跡を8等分し、その各サ
ンプリング長さ毎の粗さの平均を求めれば、一回の測定
で各方向(走行方向、走行方向に直角な方向および走行
方向に45度の角度の方向)の粗さを求めることができ
る。
【0015】なお、本発明の実施に際して動摩擦係数の
測定を先に行うと、路面にゴムが付着したり、水にぬれ
ることがあるので、粗さの測定を先に行うのが好まし
い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。まず、図1、図2を参照して本発明
を実施した粗さ測定装置の一例を説明する。
【0017】図1、図2において、全体を符号Aで示す
本発明を実施した粗さ測定装置は、路面Gに設置するた
めの脚31を有する四角形状の枠体32を備え、その脚
31は弾性材料例えばゴムで構成されている。その枠体
32の中央部には支柱33に支持されて両側に掛け渡さ
れた支持板34がねじ35で固定されている。この支持
板34の両縁部にはリブRが立設されている。
【0018】この支持板34上には第1支脚36を介し
て第1基板37が取付けられ、その第1基板37上には
歯車減速機38付の直流モータ39が取付けられてい
る。その歯車減速機38は例えば1/200程度の減速
機であって、その出力軸40には第1歯車41が一体に
回転するように取付けられている。
【0019】他方、第2支脚42には第2基板43が取
付けられ、その基板43上にはエンコーダ44が取付け
られている。そのエンコーダ44の回転軸45には前記
第1歯車41と噛合う第2歯車41aが固定されてい
る。そしてその回転軸45は支持板34の下方に固定さ
れたベアリングブラケット46で支持されたベアリング
47、48により回転自在に支持されており、その下端
はブラケット49を介して回転板50が取付けられてい
る。
【0020】この回転板50にはレーザー変位計のレー
ザヘッド51が設けられている。このレーザヘッド51
はそれ自体公知のもので、発光素子から照射されるレー
ザ光L1が路面G上で拡散反射され、その反射光の一部
L2を受光素子で受光し、その受光位置によって路面G
までの距離を求めるものである。
【0021】したがって、直流モータ39を回転させる
と、この回転速度は歯車減速機38で減速され、その回
転力は出力軸40と第1歯車41と第2歯車41aとを
介して回転軸45に伝達される。この回転軸45の回転
によってエンコーダ44および回転板50が回転する。
その結果、レーザヘッド51は図2の円軌跡Pに沿って
粗さを検知することになる。
【0022】この円軌跡Pと図Bに示すゴム板11の円
軌跡とを同位置に設計することにより同じ位置の同摩擦
係数と表面粗さとを知ることができる。
【0023】図3は本発明に従って表面粗さを測定する
ためのブロック図を示し、レーザヘッド51の受光素子
の信号はアンプユニット60に入力され、路面との距離
に比例した電圧に変換される。そしてA/D変換器61
に入力される。他方、エンコーダ44からのサンプリン
グ信号もA/D変換器61に入力され、このサンプリン
グ信号によってサンプリングされたデジタル信号はパソ
コン62のメモリーにメモリーされる。このメモリーさ
れたデーターから表面粗さを表すM.P.D.(Mea
n Profile Depth)が算出される。図4
はこの測定結果の一例を示している。図4において、横
軸は長さ(軌跡Pの円弧長さ)を示し、符号Lはサンプ
リング長さを示している。縦軸はレーザーヘッド51か
らの距離を示している。符号Eはレーザーヘッドの発光
位置を表示し、符号Hは路面Gのレベルを表示してい
る。
【0024】このようにして、パソコン62は例えば1
00mmのサンプリング長さLに対して路面の凹凸状態
Fを1mm毎にレーザー変位計で計測した値からその回
帰直線H1を算出し、そのH1から最高山のレベルH2
を差し引いてMPDを算出するようになっている。な
お、脚の位置Hはレーザーヘッド51のレーザ変位計の
測定範囲M(例えば30mm)の範囲内のすべての凹凸
がはいるようになっている。
【0025】以上の通り本発明によれば、路面の粗さを
簡単に求めることができ、しかも1回の作業で各方向の
粗さを求めることができる。そして回転板式の動摩擦係
数測定装置と組合せることで、同一位置、同一方向の路
面の粗さと動摩擦係数とを求めることができるので、自
動車や航空機のタイヤのスリップを研究する上で有効で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した路面の粗さ測定装置の側面
図。
【図2】図1の平面図。
【図3】本発明を実施した粗さ測定装置のブロック図。
【図4】本発明により測定した粗さの一例を示す説明
図。
【図5】公知の動摩擦係数測定装置の平面図。
【図6】図5の側面図。
【符号の説明】
1・・・摩擦測定部 2・・・駆動部 3・・・ホルダー 4・・・台枠 5・・・レバー 6・・・ゴム座 7・・・駆動軸 8・・・駆動円盤 9・・・スリップリング 10・・・円板 11・・・摩擦係数測定用ゴム体 12・・・バネバランス 13・・・変位計 14・・・コロ 15・・・マグネットモータ 16・・・カップラー 17・・・モータ支柱 18・・・ベアリングブラケット 19・・・ブラシ 20・・・ブラシホルダ 21・・・支柱 31・・・脚 32・・・枠体 33・・・支柱 34・・・支持板 35・・・ねじ 36・・・第1支脚 37・・・第1基板 38・・・歯車減速機 39・・・直流モータ 40・・・出力軸 41・・・第1歯車 41a・・・第2歯車 42・・・第2支柱 43・・・第2基板 44・・・エンコーダ 45・・・回転軸 46・・・ブラケット 47、48・・・ベアリング 49・・・ブラケット 50・・・回転板 51・・・レーザヘッド 60・・・アンプユニット 61・・・A/D変換器 62・・・パソコン A・・・粗さ測定装置 B・・・動摩擦計数測定装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 慣性力の大きい駆動円板とバネバランス
    によって連結され測定用ゴム体を有する円板とを回転さ
    せてバネバランスの変位により動摩擦係数を測定する動
    摩擦係数測定装置を準備し、その測定用ゴム体と同じ軌
    跡で回転するレーザー変位計を有する粗さ測定装置を準
    備し、それらの測定装置のうちの一方を設置して測定
    し、そしてその一方で測定した位置と同一の位置を他方
    の測定装置で測定するように他方の測定装置を設置し、
    同一位置の動摩擦係数と粗さとを測定することを特徴と
    する路面の粗さ測定方法。
  2. 【請求項2】 路面上に設置する脚を有する枠体を備
    え、その枠体上には歯車減速機付きのモータが設けら
    れ、その歯車減速機の出力軸と一体に回転する回転軸に
    はエンコーダおよび回転板が設けられ、その回転板には
    レーザー変位計が設けられており、このレーザー変位計
    の出力をエンコーダからのパルス信号でサンプリング
    し、そのサンプリングされた信号で円弧状の軌跡の粗さ
    を求めることを特徴とする路面の粗さ測定装置。
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