(57)【要約】【課題】摩擦力の凝着成分とヒステリシス成分の大きさを明らかにする。【解決手段】実路面の凹凸を再現した樹脂製の第１模擬路面を作成する工程と、第１模擬路面からミクロな凹凸を除去して第２模擬路面を作成する工程と、ゴム部材と樹脂製の面との間の粘着力の温度依存性を調べる工程と、粘着力試験の結果に基づきゴム部材と樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数を決定する工程と、実路面、第１模擬路面及び第２模擬路面のそれぞれに対するゴム部材の摩擦力を基準温度において測定するとともに、第２模擬路面に対するゴム部材の摩擦力を基準温度以外の温度において測定する工程と、測定された摩擦力及び前記温度依存係数を使用して摩擦力の凝着成分及びヒステリシス成分を求める工程を含む。【選択図】図１
2020085843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム部材と摩擦面との間の摩擦力における凝着成分とヒステリシス成分とを求める摩擦評価方法において、
前記摩擦面としての実路面の凹凸を再現した樹脂製の第１模擬路面を作成する工程と、
前記第１模擬路面からミクロな凹凸を除去した第２模擬路面を作成する工程と、
前記ゴム部材と前記の樹脂製の面との間の粘着力の温度依存性を調べる試験を行う工程と、
前記試験の結果に基づき、前記ゴム部材と前記の樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数として、基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の１又は２以上の温度Ｔｉにおけるそれぞれの係数ａｉを求める工程と、
前記ゴム部材と前記実路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ１と、
前記ゴム部材と前記第１模擬路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ２と、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記の１又は２以上の温度Ｔｉでのそれぞれの摩擦力Ｆ３ｉとを測定する工程と、
Ｆ１＝Ｆ１ａｄｈ＋Ｆ１ｈｉｓ・・・（式１）
Ｆ２＝Ｆ２ａｄｈ＋Ｆ２ｈｉｓ・・・（式２）
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）
Ｆ３ｉ＝ａｉ×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４）
（式１におけるＦ１ａｄｈ、式２におけるＦ２ａｄｈ、式３におけるＦ３ａｄｈ及び式４におけるａｉ×Ｆ３ａｄｈは各摩擦力における凝着成分、式１におけるＦ１ｈｉｓ、式２におけるＦ２ｈｉｓ、式３におけるＦ３ｈｉｓ及び式４におけるＦ３ｈｉｓは各摩擦力におけるヒステリシス成分）
とみなし、式３と式４とからＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとを求める工程と、
Ｆ３ａｄｈ＝Ｆ２ａｄｈとみなし、式２に基づきＦ２−Ｆ３ａｄｈを計算してＦ２ｈｉｓを求める工程と、
Ｆ２ｈｉｓ＝Ｆ１ｈｉｓとみなし、式１に基づきＦ１−Ｆ２ｈｉｓを計算してＦ１ａｄｈを求める工程と、
を含むことを特徴とする摩擦評価方法。
【請求項２】
前記係数ａｉとして、前記基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の１つの温度Ｔ１における係数ａ１を求め、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の摩擦力として、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記温度基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記温度Ｔ１での摩擦力Ｆ３１とを測定し、
Ｆ３１＝ａ１×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４）
とみなし、式３と式４との連立方程式を解いてＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとを求める、
請求項１に記載の摩擦評価方法。
【請求項３】
前記係数ａｉとして、前記基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の２以上の温度Ｔｉにおけるそれぞれの係数ａｉを求め、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の摩擦力として、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、
前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記の２以上の温度Ｔｉでのそれぞれの摩擦力Ｆ３ｉとを測定し、
式３と、温度毎に成立する複数の式４とから、２つの式の組み合わせを全て抽出し、それぞれの組み合わせから暫定的なＦ３ａｄｈと暫定的なＦ３ｈｉｓとを求め、
求まった複数の暫定的なＦ３ａｄｈのうちの中央値と、Ｆ３ａｄｈがその中央値のときのＦ３ｈｉｓの値とを、最終的なＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとする、
請求項１に記載の摩擦評価方法。
【請求項４】
前記第１模擬路面及び前記第２模擬路面のデュロメータタイプＤ硬さが８０〜８４である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦評価方法。
【請求項５】
模擬路面の表面粗さデータを周波数分析して得られる波のうち０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にある所定波長の波の周波数をカットオフ周波数としてローパスフィルタ及びハイパスフィルタを設定し、
測定で得られた前記第１模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタをかけて得られた波からなる波形の表面粗さと、測定で得られた前記第２模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタをかけて得られた波からなる波形の表面粗さとの差が５％以下であり、かつ、測定で得られた前記第２模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してハイパスフィルタをかけて得られた波からなる波形の表面粗さが１０μｍ以下となるように、
前記第１模擬路面からミクロな凹凸を除去して前記第２模擬路面を作成する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の摩擦評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム部材（例えば空気入りタイヤのトレッド部）と摩擦面（例えば路面）との間で生じる摩擦力が凝着成分とヒステリシス成分とからなることが知られている。そして、近年、摩擦力における凝着成分の大きさとヒステリシス成分の大きさとを明らかにすることが要求されている。凝着成分の大きさとヒステリシス成分の大きさとを明らかにすることができれば、例えばゴム部材のゴムの種類が変わったときに凝着成分とヒステリシス成分のどちらがどれだけ変わったかを知ることができ、タイヤの設計等に生かすことができる。
【０００３】
この要求に応えるため、特許文献１に記載のように、界面活性剤含有水（界面活性剤が含有された水）が散水された摩擦面でゴム材料を摩擦させたときの摩擦係数を計測する第１ステップと、界面活性剤非含有水（界面活性剤が含有されていない水）が散水された摩擦面でゴム材料を摩擦させたときの摩擦係数を計測する第２ステップと、第１ステップで計測された摩擦係数と第２ステップで計測された摩擦係数との差を算出する第３ステップとからなる摩擦評価方法が提案されている。
【０００４】
この方法によれば、第１ステップでヒステリシス摩擦に起因する摩擦係数が計測され、第２ステップで粘着摩擦とヒステリシス摩擦に起因する摩擦係数が計測されるので、第３ステップで粘着摩擦成分が算出されるとされている。
【０００５】
また、非特許文献１にも特許文献１と同様の考え方に基づく方法が記載されている。具体的には、摩擦面である金網をシリコーンオイルで濡らすことにより摩擦力の凝着成分を除去しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２００５６３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】網野直也ら、「シリカ配合およびカーボン配合ＳＢＲの摩擦機構に関する研究」、日本ゴム協会誌、第７７巻第５号（２００４）１７３−１７９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、実際には、摩擦面を界面活性剤含有水等で濡らしても、摩擦力の凝着成分を完全に除去することはできない。そのため上記の従来技術では凝着成分の大きさとヒステリシス成分の大きさとを明らかにすることはできなかった。
【０００９】
そこで実施形態では、摩擦力の凝着成分の大きさとヒステリシス成分の大きさとを明らかにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の摩擦評価方法は、ゴム部材と摩擦面との間の摩擦力における凝着成分とヒステリシス成分とを求める摩擦評価方法において、前記摩擦面としての実路面の凹凸を再現した樹脂製の第１模擬路面を作成する工程と、前記第１模擬路面からミクロな凹凸を除去した第２模擬路面を作成する工程と、前記ゴム部材と前記の樹脂製の面との間の粘着力の温度依存性を調べる試験を行う工程と、前記試験の結果に基づき、前記ゴム部材と前記の樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数として、基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の１又は２以上の温度Ｔｉにおけるそれぞれの係数ａｉを求める工程と、前記ゴム部材と前記実路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ１と、前記ゴム部材と前記第１模擬路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ２と、前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、前記ゴム部材と前記第２模擬路面との間の前記の１又は２以上の温度Ｔｉでのそれぞれの摩擦力Ｆ３ｉとを測定する工程と、
Ｆ１＝Ｆ１ａｄｈ＋Ｆ１ｈｉｓ・・・（式１）
Ｆ２＝Ｆ２ａｄｈ＋Ｆ２ｈｉｓ・・・（式２）
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）
Ｆ３ｉ＝ａｉ×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４）
（式１におけるＦ１ａｄｈ、式２におけるＦ２ａｄｈ、式３におけるＦ３ａｄｈ及び式４におけるａｉ×Ｆ３ａｄｈは各摩擦力における凝着成分、式１におけるＦ１ｈｉｓ、式２におけるＦ２ｈｉｓ、式３におけるＦ３ｈｉｓ及び式４におけるＦ３ｈｉｓは各摩擦力におけるヒステリシス成分）
とみなし、式３と式４とからＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとを求める工程と、Ｆ３ａｄｈ＝Ｆ２ａｄｈとみなし、式２に基づきＦ２−Ｆ３ａｄｈを計算してＦ２ｈｉｓを求める工程と、Ｆ２ｈｉｓ＝Ｆ１ｈｉｓとみなし、式１に基づきＦ１−Ｆ２ｈｉｓを計算してＦ１ａｄｈを求める工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記の手段によれば、摩擦力の凝着成分の大きさとヒステリシス成分の大きさとを明らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の摩擦評価方法のフローチャート。
【図２】適正な第２模擬路面が作成されたことを確認するフローチャート。
【図３】粘着力試験の概略を示す図。
【図４】粘着力試験の測定結果の例を示す図。
【図５】路面の違いによる凝着成分とヒステリシス成分について示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００１４】
＜全体工程＞
図１に示すように、実施形態の摩擦評価方法は、実路面の凹凸を再現した樹脂製の第１模擬路面を作成する第１模擬路面作成工程（Ｓ１）と、マクロな凹凸及びミクロな凹凸を有する第１模擬路面からミクロな凹凸を除去して第２模擬路面を作成する第２模擬路面作成工程（Ｓ２）と、ゴム部材と樹脂製の面との間の粘着力の温度依存性を調べる試験を行う粘着力試験工程（Ｓ３）と、粘着力試験の結果に基づきゴム部材と樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数を決定する温度依存係数決定工程（Ｓ４）と、実路面、第１模擬路面及び第２模擬路面のそれぞれに対するゴム部材の摩擦力を基準温度において測定するとともに、第２模擬路面に対するゴム部材の摩擦力を基準温度以外の温度において測定する摩擦力測定工程（Ｓ５）と、測定されたそれぞれの摩擦力及び前記温度依存係数を使用して摩擦力の凝着成分及びヒステリシス成分を求める計算工程（Ｓ６）とを含む。
【００１５】
＜第１模擬路面作成工程＞
第１模擬路面作成工程では、アスファルト等からなる実路面の凹凸を再現した樹脂製の第１模擬路面が作成される。作成方法の具体例としては、実路面の凹凸がシリコンゴムで型取りされ、そのシリコンゴムの型に樹脂が流し込まれ、その樹脂が硬化して第１模擬路面となる。使用される樹脂としては例えば二液混合型の樹脂が挙げられ、より具体的な例としては二液混合型のウレタン樹脂が挙げられる。
【００１６】
ここで、第１模擬路面ひいては後述する第２模擬路面が樹脂で形成される理由は、ゴムと樹脂との間の粘着力が温度に依存して大きく変化するからであり、そのことにより、ゴム部材と樹脂性の第２模擬路面との間の摩擦力の凝着成分が温度に依存して大きく変化するからである。後述するようにこの温度依存性が本実施形態において利用される。すなわち、樹脂性の同じ面において温度を変化させながら摩擦力を測定すると、温度によって摩擦力が変化するが、この摩擦力の変化は凝着成分の温度変化に起因するとみなせる。そのことから、摩擦力の凝着成分とヒステリシス成分とを求めることができる。なお、アスファルト等からなる実路面とゴムとの間の粘着力の温度依存性は小さい。
【００１７】
第１模擬路面は、その表面粗さを接針式の表面粗さ計で測定したときに、実路面の表面粗さを１μｍオーダーで再現したものであることが好ましい。また、第１模擬路面は、ゴム部材が押し付けられたときに目視上明らかな変形をしない硬度を有することが必要である。具体的には、第１模擬路面のデュロメータタイプＤ硬さが８０以上８４以下であることが好ましい。また、第１模擬路面を形成する樹脂の弾性率は、ゴム部材を形成するゴムの弾性率の１０倍以上であることが好ましい。また、第１模擬路面を形成する樹脂についてＪＩＳ  Ｋ  ７１１３の方法で測定した引張強さは例えば５５ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下である。
【００１８】
＜第２模擬路面作成工程＞
第２模擬路面作成工程では、第１模擬路面の表面が研磨されて、マクロな凹凸及びミクロな凹凸を有していた第１模擬路面からミクロな凹凸が除去され、第２模擬路面とされる。研磨には目の細かい研磨布が使用される。
【００１９】
ここで、実路面は、小石等の骨材がアスファルト等の素地に埋め込まれて形成されている。そして、マクロな凹凸とは、骨材の大まかな形状等に基づく大きな凹凸のことである。また、ミクロな凹凸とは、素地の表面の微細な凹凸や骨材の表面の微細な凹凸等に基づく小さな凹凸のことである。摩擦力のヒステリシス成分にはミクロな凹凸が効くことがわかっており、第１模擬路面からミクロな凹凸が除去されることにより、第２模擬路面では摩擦力のヒステリシス成分が小さくなる。
【００２０】
＜第２模擬路面が適正であることの確認方法＞
適正な第２模擬路面が作成されたことは図２に示す方法で確認される。まず、上記の通り第１模擬路面からミクロな凹凸が除去されて第２模擬路面が作成される（Ｓ２−１）。
【００２１】
次に、第１模擬路面及び第２模擬路面の表面粗さがそれぞれ表面粗さ計で測定される（Ｓ２−２）。測定された表面粗さデータは、周波数分析装置に取り込まれて、周波数分析される（Ｓ２−３）。
【００２２】
ここで、路面の表面粗さデータを周波数分析して得られる波のうち０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にある所定波長の波が基準とされ、基準の波の波長より大きな波長の波がマクロな凹凸によるもので、基準の波の波長より小さな波長の波がミクロな凹凸によるものであると考えることとする。この考えに基づき、路面の表面粗さデータを周波数分析して得られる波のうち０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にある所定波長の波の周波数が、カットオフ周波数として設定される。カットオフ周波数より低い周波数の成分をほとんど減衰させず、カットオフ周波数より高い周波数の成分を減衰させるフィルタが、ローパスフィルタとして設定される（Ｓ２−４）。また、カットオフ周波数より高い周波数の成分をほとんど減衰させず、カットオフ周波数より低い周波数の成分を減衰させるフィルタが、ハイパスフィルタとして設定される（Ｓ２−４）。
【００２３】
次に、第１模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタがかけられ、波長の大きな波が取得される。このようにして取得された波が合成されて出来た波形は、第１模擬路面のマクロな凹凸を再現しているとみなすことができる。そこで、前記の合成されて出来た波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−５）。その計算結果は第１模擬路面のマクロな凹凸に基づく表面粗さ（マクロな表面粗さ）であるとみなすことができる。同様に、第２模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタをかけて得られた波から波形が合成され、合成されて出来た波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−５）。
【００２４】
次に、第１模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタをかけて得られた波からなる波形の表面粗さ（すなわちマクロな表面粗さ）と、第２模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してローパスフィルタをかけて得られた波からなる波形の表面粗さ（すなわちマクロな表面粗さ）とが比較される。そして、両者の差が５％以下の場合、すなわち両者の差がいずれか一方の値の５％以下の場合（Ｓ２−６のＹＥＳ）、第１模擬路面と第２模擬路面とでマクロな凹凸がほとんど変化していないと判断され、第２模擬路面のマクロな凹凸が適正であると判断される。
【００２５】
次に、第２模擬路面の表面粗さの周波数分析結果に対してハイパスフィルタがかけられ、波長の小さな波が取得される。このようにして取得された波が合成されて出来た波形は、第２模擬路面のミクロな凹凸を再現しているとみなすことができる。そこで、前記の合成されて出来た波形から表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が計算される（Ｓ２−７）。その計算結果は第２模擬路面のミクロな凹凸に基づく表面粗さ（ミクロな表面粗さ）であるとみなすことができる。この表面粗さ（例えば算術平均粗さ）が１０μｍ以下の場合（Ｓ２−８のＹＥＳ）、第２模擬路面がミクロな凹凸が除去されたものであると判断され、第２模擬路面のミクロな凹凸が適正であると判断される。
【００２６】
第２模擬路面のマクロな凹凸又はミクロな凹凸が適正でないと判断された場合（Ｓ２−６のＮＯ、Ｓ２−８のＮＯ）は、各凹凸が適正になるように第２模擬路面が作成し直される（Ｓ２−１）。
【００２７】
Ｓ２−３からＳ２−８までの工程は、周波数分析装置又はそれに接続されたコンピュータにより実行される。なお、Ｓ２−５からＳ２−６までの工程と、Ｓ２−７からＳ２−８までの工程とは、順序が入れ替わっても良い。
【００２８】
＜粘着力試験工程＞
一方で、ゴム部材と樹脂製の粘着力試験面との間の粘着力の温度依存性を調べる試験が行われる。図３に示すように、この試験では、ゴム部材１が樹脂製の粘着力試験面２に対し所定の荷重で押し付けられた後に引き離され、引き離すのに要した力（Ｎ）が測定される。この測定には既知の装置が使用できる。
【００２９】
この試験におけるゴム部材１として、最終的な摩擦評価対象のゴム部材が使用される。また、粘着力試験面２は、第１模擬路面及び第２模擬路面を形成する樹脂と同じ樹脂で形成される。その理由は、樹脂が同じであればゴム部材と樹脂製の面との間の粘着力（及び摩擦力の凝着成分）の温度依存性が同じなので、粘着力試験結果（すなわち粘着力試験面２における粘着力の温度依存性）を、第２模擬路面における摩擦力の凝着成分の温度依存性に利用することができるからである。粘着力試験面２は、第２模擬路面そのものであることが好ましいが、第１模擬路面でも良く、また第１模擬路面及び第２模擬路面とは別に作製された樹脂製の路面であっても良い。
【００３０】
粘着力の温度依存性を調べるための試験温度として、２点以上の温度が選択される必要があり、３点以上の温度が選択されることがより好ましい。その場合に選択される温度として、例えば、常温（例えば２０〜２５℃）と、常温時に対して摩擦力の凝着成分が約２倍になると予想される低温（例えば０〜１０℃）と、常温時に対して摩擦力の凝着成分が約１／２になると予想される高温（例えば３５〜４０℃）とが含まれる。そして、それぞれの温度において、上記の測定が行われる。測定は、ゴム部材１と粘着力試験面２とが試験温度に達した状態で行われる。本実施形態においては、常温、低温及び高温の３点で試験が行われるものとする。
【００３１】
ゴム部材と樹脂製の面との間の粘着力は温度に依存して大きく変化するため、粘着力試験結果として、温度毎に大きく異なる測定結果が得られる。測定結果の例を図４に棒グラフとして示す。
【００３２】
＜温度依存係数決定工程＞
次に、粘着力試験結果に基づき、ゴム部材と樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数が決定される。
【００３３】
具体的には、まず、ゴム部材と粘着力試験面との間の粘着力の温度依存係数として、ある基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の温度Ｔｉにおけるそれぞれの係数ａｉが求められる。
【００３４】
その求め方の一例としては、温度毎の粘着力のデータに対して最小二乗法等による線形回帰が行われ、温度変化に対する粘着力の変化を近似する（図４を例にすれば、棒グラフの複数の棒の頂点を近似する）関数が求められる（その関数の例を図４に直線で示す）。そして、求まった関数に基づき、ある基準温度Ｔbaseにおける粘着力を１としたときの別の温度Ｔｉにおける粘着力の割合が、その温度Ｔｉにおける係数ａｉとして決定される。例えば、常温である基準温度Ｔbaseにおける粘着力が２６．０Ｎ、低温である温度Ｔ１（すなわちｉ＝１）における粘着力が４８．４Ｎ、高温である温度Ｔ２（すなわちｉ＝２）における粘着力が８．８Ｎの場合、温度Ｔ１における係数ａ１は４８．４／２６．０＝１．８６、温度Ｔ２における係数ａ２は８．８／２６．０＝０．３４である。
【００３５】
ここで、基準温度Ｔbase及び別の温度Ｔｉとして、後述する摩擦力測定のときの温度が選択される。本実施形態では、後述する摩擦力測定が上記の常温、低温及び高温の３点で行われるものとし、基準温度Ｔbaseとして常温が選択され、別の温度Ｔｉとして低温Ｔ１及び高温Ｔ２が選択されるものとする。
【００３６】
ここで、本実施形態において粘着力としている力は上記のように樹脂製の路面に押し付けられたゴム部材を引き離すのに要した力であり、ゴム部材が路面に対し滑るときの摩擦力の凝着成分とは大きさが異なる。しかし、温度依存性に関しては、前記粘着力と前記凝着成分とで同じであるとみなすことができる。そのため、上記のようにして求まったゴム部材と粘着力試験面との間の粘着力の温度依存係数が、そのまま、ゴム部材と粘着力試験面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数とされる。
【００３７】
また、粘着力試験面における粘着力（又は摩擦力の凝着成分）の温度依存係数は、粘着力試験面と同じ樹脂で形成された面全般についてそのまま使用することができる。そして、粘着力試験面を形成する樹脂と第２模擬路面を形成する樹脂とは同じである。そのため、ゴム部材と粘着力試験面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数は、ゴム部材と第２模擬路面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存性係数と同じであるとみなすことができる。
【００３８】
以上のようにして、ゴム部材と樹脂製の面（具体的には粘着力試験面や第２模擬路面）との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数が決定される。
【００３９】
温度依存係数を使用することにより、各温度における摩擦力の凝着成分が求められる。すなわち、基準温度Ｔbaseのときの摩擦力の凝着成分がＦ３ａｄｈだとすると、別の温度Ｔｉのときの摩擦力の凝着成分はａｉ×Ｆ３ａｄｈとして求められる。
【００４０】
＜摩擦力測定工程＞
次に、ゴム部材と実路面との間の基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ１と、ゴム部材と第１模擬路面との間の基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ２と、ゴム部材と第２模擬路面との間の基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、ゴム部材と第２模擬路面との間の温度Ｔｉ（ｉは１つ又は２つ以上）でのそれぞれの摩擦力Ｆ３ｉとが測定される。
【００４１】
ここで、本実施形態では温度Ｔｉとして上記のように低温Ｔ１及び高温Ｔ２が選択される。従って、本実施形態では、ゴム部材と第２模擬路面との間の摩擦力として、基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、低温Ｔ１での摩擦力Ｆ３１と、高温Ｔ２での摩擦力Ｆ３２とが測定される。
【００４２】
測定には既知の摩擦力の測定装置が使用できる。測定は、ゴム部材と各路面とがそれぞれの温度に達した状態で行われる。
【００４３】
測定された摩擦力は凝着成分とヒステリシス成分とからなるものとする。すなわち、
Ｆ１＝Ｆ１ａｄｈ＋Ｆ１ｈｉｓ・・・（式１）
Ｆ２＝Ｆ２ａｄｈ＋Ｆ２ｈｉｓ・・・（式２）
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）
Ｆ３ｉ＝ａｉ×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４）
（式１におけるＦ１ａｄｈ、式２におけるＦ２ａｄｈ、式３におけるＦ３ａｄｈ及び式４におけるａｉ×Ｆ３ａｄｈは各摩擦力における凝着成分、式１におけるＦ１ｈｉｓ、式２におけるＦ２ｈｉｓ、式３におけるＦ３ｈｉｓ及び式４におけるＦ３ｈｉｓは各摩擦力におけるヒステリシス成分）
が成立するものとする。
【００４４】
ここで示されているように、式３と式４とでは摩擦力の測定温度が異なるので、摩擦力の凝着成分が異なる。具体的には、基準温度Ｔbaseのときの摩擦力の凝着成分がＦ３ａｄｈ（式３参照）で、別の温度Ｔｉのときの摩擦力の凝着成分はａｉ×Ｆ３ａｄｈ（式４参照）である。ａｉは、上記の温度依存係数決定工程で決定された係数である。
【００４５】
一方、摩擦力の測定温度が異なっても路面の凹凸が同じであればヒステリシス成分はほぼ同じだという仮定のもと、式３と式４とではヒステリシス成分が同じとなっている。
【００４６】
なお、厳密には、摩擦力の測定温度が異なるとヒステリシス成分も僅かに異なると考えられる。しかし、第２模擬路面からはミクロな凹凸が除去されているため、第２模擬路面における摩擦力のヒステリシス成分は小さい（図５参照）。従って、第２模擬路面における摩擦力のヒステリシス成分の大きさやその変化量は、凝着成分の大きさやその変化量と比べて、非常に小さい。そのため、第２模擬路面における摩擦力に関しては、測定温度の違いによるヒステリシス成分の違いを無視することができる。その点、第１模擬路面にはミクロな凹凸がありヒステリシス成分が大きいため（図５参照）、第１模擬路面においては測定温度の違いによるヒステリシス成分の違いを無視できない。
【００４７】
上記のように本実施形態ではゴム部材と第２模擬路面との間の摩擦力が、基準温度Ｔbaseの他に低温Ｔ１及び高温Ｔ２で測定されるので、式４は
Ｆ３１＝ａ１×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−１）
Ｆ３２＝ａ２×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−２）
の２つの式からなる。
【００４８】
＜計算工程＞
上記の式１〜式４に基づき、ゴム部材と実路面との間の摩擦力の凝着成分Ｆ１ａｄｈ及びヒステリシス成分Ｆ１ｈｉｓが計算される。この計算は例えばコンピュータが実施する。計算の前提として次のことが仮定される。
【００４９】
表１に示すように、実路面と第１模擬路面とでは、材質が異なり、表面粗さが同じである。実路面がアスファルト等からなるのに対して第１模擬路面が樹脂からなるので、実路面における摩擦力の凝着成分が基準値だとすると、第１模擬路面における摩擦力の凝着成分はその基準値より大きい。一方、実路面と第１模擬路面とでは、凹凸状態が同じだと言えるので、摩擦力のヒステリシス成分が同じだと仮定できる。
【００５０】
また、表１に示すように、第１模擬路面と第２模擬路面とでは、材質が同じで、表面粗さが異なる。第１模擬路面も第２模擬路面も同じ樹脂からなるので、これらの路面における摩擦力の凝着成分は同じだと仮定できる。一方、第１模擬路面の表面粗さにはミクロな粗さが含まれるのに対して第２模擬路面の表面粗さにはミクロな粗さが含まれないので、第２模擬路面における摩擦力のヒステリシス成分は、実路面や第１模擬路面における摩擦力のヒステリシス成分と比べて、小さいと仮定できる。
【００５１】
【表１】
2020085843.tif 000003
【００５２】
以上の仮定を図示すると図５のようになる。図５の棒グラフにおける格子状の部分は凝着成分を表し、ドット状の部分はヒステリシス成分を表している。以上のことから、式１〜式４において、Ｆ３ａｄｈ＝Ｆ２ａｄｈとみなし、Ｆ２ｈｉｓ＝Ｆ１ｈｉｓとみなすことができる。このことを利用してゴム部材と実路面との間の摩擦力の凝着成分Ｆ１ａｄｈ及びヒステリシス成分Ｆ１ｈｉｓを求めることができる。
【００５３】
まず、式３と式４とからＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとが求められる。Ｆ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとが求められる具体的方法の例としては、式３と、温度毎に成立する複数の式４とから、２つの式の組み合わせが全て抽出され、それぞれの組み合わせから暫定的なＦ３ａｄｈと暫定的なＦ３ｈｉｓとが求められ、求まった複数の暫定的なＦ３ａｄｈのうちの中央値と、Ｆ３ａｄｈがその中央値のときのＦ３ｈｉｓの値とが、最終的なＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとされる。
【００５４】
具体例としては、本実施形態では、第２模擬路面における摩擦力の式として、式３、式４−１及び式４−２が存在する。これら３つの式から、２つの式の組み合わせが３つ出来る。すなわち、
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）及び
Ｆ３１＝ａ１×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−１）
の第１の組み合わせ、
Ｆ３１＝ａ１×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−１）及び
Ｆ３２＝ａ２×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−２）
の第２の組み合わせ、及び
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）及び
Ｆ３２＝ａ２×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４−２）
の第３の組み合わせである。
【００５５】
Ｆ３base、Ｆ３１及びＦ３２、が測定で明らかになっており、ａ１及びａ２が求まっているので、第１の組み合わせの連立方程式を解いて、暫定的なＦ３ａｄｈ及び暫定的なＦ３ｈｉｓを求めることができる。同様に、第２の組み合わせの連立方程式から暫定的なＦ３ａｄｈ及び暫定的なＦ３ｈｉｓが求まり、第３の組み合わせの連立方程式からも暫定的なＦ３ａｄｈ及び暫定的なＦ３ｈｉｓが求まる。
【００５６】
理想的には、第１〜第３の組み合わせのどの連立方程式を解いても、暫定的なＦ３ａｄｈ及び暫定的なＦ３ｈｉｓは同じ値となる。しかし、実際には摩擦力の測定誤差等が原因で、連立方程式毎に、求まる暫定的なＦ３ａｄｈ及び暫定的なＦ３ｈｉｓが異なる。
【００５７】
そこで、求まった３つの暫定的なＦ３ａｄｈのうちの中央値が最終的な（言い換えれば正式な）Ｆ３ａｄｈとされる。そして、Ｆ３ａｄｈがその値（すなわち上記の中央値）のときのＦ３ｈｉｓが式３（式４−１又は式４−２でも良い）から計算され、最終的なＦ３ｈｉｓとされる。
【００５８】
次に、上記のようにＦ３ａｄｈ＝Ｆ２ａｄｈとみなすことができるので、式２のＦ２ａｄｈとしてＦ３ａｄｈの値を入れ、Ｆ２−Ｆ３ａｄｈを計算してＦ２ｈｉｓを求めることができる。
【００５９】
次に、上記のようにＦ２ｈｉｓ＝Ｆ１ｈｉｓとみなすことができるので、式１のＦ１ｈｉｓとしてＦ２ｈｉｓの値を入れ、Ｆ１−Ｆ２ｈｉｓを計算してＦ１ａｄｈを求めることができる。
【００６０】
以上のようにして、ゴム部材と実路面との間の摩擦力の凝着成分Ｆ１ａｄｈ及びヒステリシス成分Ｆ１ｈｉｓが求まる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の方法によれば、ゴム部材と実路面との間の摩擦力の凝着成分Ｆ１ａｄｈ及びヒステリシス成分Ｆ１ｈｉｓを明らかにすることができる。
【００６２】
＜変更例１＞
変更例について説明する。この変更例では、ゴム部材と樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数として、ある基準温度Ｔbaseにおける係数１に対する別の１つの温度Ｔ１における係数ａ１が求められる。また、ゴム部材と第２模擬路面との間の摩擦力として、基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、別の温度低温Ｔ１での摩擦力Ｆ３１とが測定される。
【００６３】
従って、
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）
Ｆ３１＝ａ１×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式４）
の２つの式が出来る。Ｆ３baseとＦ３１とが測定されており、係数ａ１が求められているので、これら２つの連立方程式を解けばＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとが求まる。Ｆ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとが求まれば、上記実施形態の計算工程と同様にして、式１及び式２に基づき、ゴム部材と実路面との間の摩擦力の凝着成分Ｆ１ａｄｈ及びヒステリシス成分Ｆ１ｈｉｓが求まる。
【００６４】
摩擦力の測定誤差が小さい場合は、上記の２つの式の連立方程式を解くだけでも十分精度の良いＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとが求まり、Ｆ１ａｄｈとＦ１ｈｉｓとを明らかにすることができる。
【００６５】
＜変更例２＞
別の変更例について説明する。この変更例では、ゴム部材と第２模擬路面との間の摩擦力として、基準温度Ｔbaseでの摩擦力Ｆ３baseと、別の３点以上の温度Ｔi（ｉ＝１、２、３・・・）でのそれぞれの摩擦力Ｆ３i（ｉ＝１、２、３・・・）とが測定される。また、それぞれの温度における、ゴム部材と樹脂製の面との間の摩擦力の凝着成分の温度依存係数ａｉ（ｉ＝１、２、３・・・）が求められる。
【００６６】
従って、
Ｆ３base＝Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ・・・（式３）
Ｆ３ｉ＝ａｉ×Ｆ３ａｄｈ＋Ｆ３ｈｉｓ（ｉ＝１、２、３・・・）・・・（式４）
という４つ以上の式が出来る。これらの式から２つの式の組み合わせが全て抽出され、それぞれの組み合わせから暫定的なＦ３ａｄｈと暫定的なＦ３ｈｉｓとが求められる。そして、求まった複数の暫定的なＦ３ａｄｈのうちの中央値と、Ｆ３ａｄｈがその中央値のときのＦ３ｈｉｓの値とが、最終的なＦ３ａｄｈとＦ３ｈｉｓとされる。
【符号の説明】
【００６７】
１…ゴム部材、２…粘着力試験面
【図１】
2020085843.tif 000004
【図２】
2020085843.tif 000005
【図３】
2020085843.tif 000006
【図４】
2020085843.tif 000007
【図５】
2020085843.tif 000008