(57)【要約】【課題】本発明は、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定する装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の動摩擦係数測定装置は、線状物の動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定装置であって、前記線状物の一端を固定する線状物固定手段と、前記線状物を搭載する溝形状搭載ガイドを有し、前記線状物と溝形状搭載ガイドとの摩擦よりも小さい摩擦で設置面上を移動可能な可動台と、前記可動台の溝形状搭載ガイドに対向して前記線状物を収容する溝形状荷重ガイドを有し、前記溝形状荷重ガイドを介して前記線状物に荷重する荷重手段と、前記線状物固定手段と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引する牽引手段と、前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間を測定する移動時間測定手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2010204077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状物の動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定装置であって、
前記線状物の一端を固定する線状物固定手段と、
前記線状物を搭載する溝形状搭載ガイドを有し、設置面上を移動可能な可動台と、
前記可動台の溝形状搭載ガイドに対向して前記線状物を収容する溝形状荷重ガイドを有し、前記溝形状荷重ガイドを介して前記線状物に荷重する荷重手段と、
前記線状物固定手段と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引する牽引手段と、
前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間を測定する移動時間測定手段と、を備えることを特徴とする動摩擦係数測定装置。
【請求項２】
前記移動時間測定手段の測定した前記溝形状搭載ガイドと前記溝形状荷重ガイドとで前記線状物を挟持しながら前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間から前記線状物の動摩擦係数を算出する動摩擦係数算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項３】
前記移動時間測定手段の測定した前記溝形状搭載ガイドと前記溝形状荷重ガイドとで前記線状物を挟持しながら前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間及び前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数から前記線状物の動摩擦係数を算出する動摩擦係数算出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項４】
前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である無負荷移動時間から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする請求項３に記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項５】
前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止距離である無負荷停止距離から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする請求項３に記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項６】
前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止時間である無負荷停止時間から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする請求項３に記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項７】
前記牽引手段が、前記可動台を牽引して前記所定の距離と同じ高さから落下する重りを有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項８】
前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの長手方向に垂直な断面形状が、前記線状物の長手方向に垂直な断面形状と同じであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項９】
前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの前記線状物との接触面の材質が、前記線状物の表面の材質と同じであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の動摩擦係数測定装置。
【請求項１０】
線状物の動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定方法であって、
線状物の一端を固定し、
前記線状物を搭載する溝形状搭載ガイドを有し、設置面上を移動可能な可動台と、前記可動台の溝形状搭載ガイドに対向して前記線状物を収容する溝形状荷重ガイドを有し、前記溝形状荷重ガイドで前記線状物に荷重する荷重手段と、で前記線状物を挟持しながら前記線状物の他端の方向に一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引し、
前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間を測定することによって、前記線状物の動摩擦係数を測定することを特徴とする動摩擦係数測定方法。
【請求項１１】
前記線状物の動摩擦係数は、前記搭載移動時間及び前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数から算出することを特徴とする請求項１０に記載の動摩擦係数測定方法。
【請求項１２】
前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引し、前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である無負荷移動時間を測定することによって、算出することを特徴とする請求項１１に記載の動摩擦係数測定方法。
【請求項１３】
前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止距離である無負荷停止距離を測定することによって、算出することを特徴とする請求項１１に記載の動摩擦係数測定方法。
【請求項１４】
前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止時間である無負荷停止時間を測定することによって、算出することを特徴とする請求項１１に記載の動摩擦係数測定方法。
【請求項１５】
前記可動台を牽引する重りを前記所定の距離と同じ高さから落下させることによって、一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の動摩擦係数測定方法。
【請求項１６】
前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの前記線状物との接触面の材質が、前記線状物の表面の材質と同じであることを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の動摩擦係数測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状物の動摩擦係数を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックフィルム及びシートの動摩擦係数試験方法については、標準測定法が確立されている（例えば、非特許文献１参照。）。ＪＩＳ７１２５：１９９９では、同一材料又は他材料の上をフィルム状又はシート状の材料を滑らせたときの滑り出し時及び滑り時の摩擦係数を測定する方法について規定されている。
【０００３】
この方法では、０．５ｍｍ上限厚みまでの、べたつきのないプラスチックフィルム又はシートの摩擦係数を測定する。プラスチックフィルム又はシートは例えば、接触面積４０ｃｍ２の正方形を要し、摩擦を引き起こすための引張速度は通常１００ｍｍ／分±１０ｍｍ／分と規定されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＪＩＳ７１２５：１９９９「プラスチックフィルム及びシート−動摩擦係数試験方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の測定方法を通信ケーブルのような線状物の動摩擦係数の測定に適用するには困難がある。つまり、プラスチックフィルム又はシートのような長方形と通信ケーブルのような線状物では形状が大きく異なるため、動摩擦係数に大きな差異があることが明らかとなった。また、標準測定法で定める引張速度と通信ケーブルの牽引速度又は引抜速度では２桁程度の相違があるため、実態を反映した測定にはなっていなかった。
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定する装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、線状物の一端を固定し、線状物にガイドを介して荷重をかけたまま、ガイドを有する可動台を一定の牽引力で牽引して、動摩擦係数を算出することとした。
【０００８】
具体的には、本発明の動摩擦係数測定装置は、線状物の動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定装置であって、前記線状物の一端を固定する線状物固定手段と、前記線状物を搭載する溝形状搭載ガイドを有し、設置面上を移動可能な可動台と、前記可動台の溝形状搭載ガイドに対向して前記線状物を収容する溝形状荷重ガイドを有し、前記溝形状荷重ガイドを介して前記線状物に荷重する荷重手段と、前記線状物固定手段と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引する牽引手段と、前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間を測定する移動時間測定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、例えば断面が円形の通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする例えば断面が円形の管路内と同じ環境下で実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。
【００１０】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記移動時間測定手段の測定した前記溝形状搭載ガイドと前記溝形状荷重ガイドとで前記線状物を挟持しながら前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間から前記線状物の動摩擦係数を算出する動摩擦係数算出手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、搭載移動時間から線状物の動摩擦係数を自動的に算出することができる。
【００１２】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記移動時間測定手段の測定した前記溝形状搭載ガイドと前記溝形状荷重ガイドとで前記線状物を挟持しながら前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間及び前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数から前記線状物の動摩擦係数を算出する動摩擦係数算出手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、可動台と設置面との間に動摩擦力があっても、線状物の動摩擦係数を算出することができる。
【００１４】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である無負荷移動時間から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする。
【００１５】
無負荷移動時間を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００１６】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止距離である無負荷停止距離から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする。
【００１７】
無負荷停止距離を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００１８】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記動摩擦係数算出手段が、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止時間である無負荷停止時間から前記可動台と前記設置面との動摩擦係数を算出することを特徴とする。
【００１９】
無負荷停止時間を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００２０】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記牽引手段が、前記可動台を牽引して前記所定の距離と同じ高さから落下する重りを有することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、落下する重りの質量又は落下する高さを調整することによって、実際の牽引速度又は引抜速度を実現することができる。
【００２２】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの長手方向に垂直な断面形状が、前記線状物の長手方向に垂直な断面形状と同じであることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、例えば断面が円形の通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする例えば断面が円形の管路内と同じ環境下で動摩擦係数を算出することができる。
【００２４】
さらに、本発明の動摩擦係数測定装置は、前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの前記線状物との接触面の材質が、前記線状物の表面の材質と同じであることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、線状物の表面の材質で正規化した線状物の動摩擦係数を測定することができる。
【００２６】
さらに、本発明の動摩擦係数測定方法は、線状物の動摩擦係数を測定する動摩擦係数測定方法であって、線状物の一端を固定し、前記線状物を搭載する溝形状搭載ガイドを有し、設置面上を移動可能な可動台と、前記可動台の溝形状搭載ガイドに対向して前記線状物を収容する溝形状荷重ガイドを有し、前記溝形状荷重ガイドで前記線状物に荷重する荷重手段と、で前記線状物を挟持しながら前記線状物の他端の方向に一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引し、前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間を測定することによって、前記線状物の動摩擦係数を測定することを特徴とする。
【００２７】
この方法によれば、例えば断面が円形の通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする例えば断面が円形の管路内と同じ環境下で実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。また、動摩擦係数を摩擦力から測定することなく、可動台が所定の距離だけ移動するまでの搭載移動時間から測定することができる。
【００２８】
本発明の動摩擦係数測定方法において、前記線状物の動摩擦係数は、前記搭載移動時間及び前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数から算出することを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、可動台と設置面との間に動摩擦力があっても、線状物の動摩擦係数を算出することができる。
【００３０】
本発明の動摩擦係数測定方法は、前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引し、前記可動台を牽引し始めてから前記可動台が前記所定の距離だけ移動するまでの移動時間である無負荷移動時間を測定することによって、算出することを特徴とする。
【００３１】
無負荷移動時間を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００３２】
本発明の動摩擦係数測定方法は、前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止距離である無負荷停止距離を測定することによって、算出することを特徴とする。
【００３３】
無負荷停止距離を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００３４】
本発明の動摩擦係数測定方法は、前記線状物を搭載しないときの前記可動台と前記設置面との動摩擦係数は、前記線状物を搭載しないで前記可動台を所定の距離だけ牽引してから前記可動台が停止するまでの停止時間である無負荷停止時間を測定することによって、算出することを特徴とする。
【００３５】
無負荷停止時間を測定することによって可動台と設置面との動摩擦係数を算出することができる。
【００３６】
さらに、本発明の動摩擦係数測定方法は、前記可動台を牽引する重りを前記所定の距離と同じ高さから落下させることによって、一定の牽引力で所定の距離だけ前記可動台を牽引することを特徴とする。
【００３７】
この方法によれば、落下する重りの質量又は落下する高さを調整することによって、実際の牽引速度又は引抜速度を実現することができる。
【００３８】
さらに、本発明の動摩擦係数測定方法は、前記溝形状搭載ガイド及び前記溝形状荷重ガイドの前記線状物との接触面の材質が、前記線状物の表面の材質と同じであることを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、線状物の表面の材質で正規化した線状物の動摩擦係数を測定することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定する装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の可動台と荷重手段の切断面を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００４３】
（第１の実施形態）
本発明の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を図１で説明する。図１は、ケーブル１２を搭載した可動台１４と荷重手段１５の切断図である。図１において、１１は設置面、１２は線状物としてのケーブル、１４は設置面１１上を移動可能な可動台、１５はケーブル１２に荷重する荷重手段、１４ａは溝形状搭載ガイド、１５ａは溝形状荷重ガイドである。
【００４４】
可動台１４は、ケーブル１２を搭載する溝形状搭載ガイド１４ａを有し、設置面１１上を移動可能である。荷重手段１５は、溝形状搭載ガイド１４ａに対向してケーブル１２を収容する溝形状荷重ガイド１５ａを有し、溝形状荷重ガイド１５ａでケーブル１２に荷重する。
【００４５】
溝形状搭載ガイド１４ａ及び溝形状荷重ガイド１５ａの長手方向に垂直な断面形状は、所要の動摩擦を生じればよいが、ケーブル１２の長手方向に垂直な断面形状と同じであることが望ましい。溝形状搭載ガイド１４ａ及び溝形状荷重ガイド１５ａの長手方向に垂直な断面形状をこのような形状とすることにより、溝形状搭載ガイド１４ａと溝形状荷重ガイド１５ａとで、ケーブル１２の表面に均等に動摩擦を生じさせることができる。本実施形態では、円形としている。円形とすることにより、断面が円形のケーブル１２を断面が円形の管路に挿入又は引抜するときの環境を再現することができる。
【００４６】
溝形状搭載ガイド１４ａ及び溝形状荷重ガイド１５ａのケーブル１２との接触面の材質が、ケーブル１２の表面の材質と同じであることが望ましい。同じ材質とすれば、同じ材質同士の動摩擦係数を測定することにより、動摩擦係数を正規化することができる。
【００４７】
図１に示す動摩擦係数測定装置の構成は以下の実施形態で共通である。
【００４８】
本発明の第１の実施形態は、可動台が線状物と溝形状搭載ガイド又は溝形状荷重ガイドとの動摩擦力よりも十分小さい動摩擦力で設置面上を移動可能な場合である。本発明の第１の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を図２で説明する。図２において、１１は設置面、１２は線状物としてのケーブル、１３はケーブル１２の一端を固定する線状物固定手段、１４は設置面１１上を移動可能な可動台、１５はケーブル１２に荷重する荷重手段、１６はケーブル１２を線状物固定手段１３と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ可動台１４を牽引する牽引手段としての重り、１７は重り１６が高さＨから落下したときに受け取る緩衝台である。
【００４９】
本実施形態では、図２のように、ケーブル１２を搭載した状態で、可動台１４を牽引して可動台１４を牽引し始めてから可動台１４が所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間ｔ０を測定する。測定した搭載移動時間ｔ０に基づいて、可動台１４又は荷重手段１５とケーブル１２との動摩擦係数μ１を測定する。
【００５０】
設置面１１は、ケーブル１２と可動台１４又は荷重手段１５との動摩擦力よりも小さい動摩擦力が望ましい。可動台１４が移動するのに、設置面１１との間は十分小さい動摩擦力であればよく、可動台１４に軸との動摩擦力の小さい車輪を装着して実現してもよい。例えば、設置面１１と可動台１４との動摩擦力は、ケーブル１２と荷重手段１５との動摩擦力の十分の一以下が好ましい。線状物固定手段１３は、可動台１４が牽引されても、ケーブル１２を動かないように固定する。線状物固定手段１３は、設置面１１に対して固定されていればよい。
【００５１】
牽引手段としては重り１６を用いているが、可動台１４をケーブル１２と平行を保って一定の力で所定の距離Ｈだけ牽引後、牽引をとめるものであればよい。例えば、距離Ｈよりも十分に長い長さのバネで距離Ｈだけ牽引し、距離Ｈだけ牽引した後に、バネの収縮を止めるストッパを備えるものでもよい。可動台１４をモータで距離Ｈだけ牽引し、距離Ｈだけ牽引後、モータを停止させるものでもよい。
【００５２】
図２において、重り１６が落下距離Ｈだけ、落下したときの可動台１４の速度を算出する。まず、重り１６の運動を考える。重り１６の質量をＷ、重力加速度をｇ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、可動台１４又は荷重手段１５とケーブル１２との動摩擦係数をμ１、加速度をａとしたとき、重り１６についての運動方程式は次式が得られる。
【数１】
2010204077.tif 000003
可動台１４についての運動方程式は次式が得られる。
【数２】
2010204077.tif 000004
【００５３】
数１、数２より、加速度ａは次式で得られる。
【数３】
2010204077.tif 000005
これを書き直すと、次式が得られる。
【数４】
2010204077.tif 000006
【００５４】
重りの落下距離をＨとすると、落下距離Ｈを落下するのに要する時間ｔ０は、次式で得られる。
【数５】
2010204077.tif 000007
数５より、
【数６】
2010204077.tif 000008
となる。落下距離Ｈを落下したとき、重り１６の速度Ｖ０は、次式となる。
【数７】
2010204077.tif 000009
【００５５】
本実施形態では、図２に示すように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、落下距離Ｈが予め分かり、溝形状搭載ガイド１４ａと溝形状荷重ガイド１５ａとでケーブル１２ａを挟持しながら可動台１４を牽引し始めてから可動台が所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間ｔ０、即ち、重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間ｔ０を測定して、動摩擦係数μ１を算出する。
【００５６】
数４、数５より動摩擦係数μ１は次式のように算出できる。
【数８】
2010204077.tif 000010
数８より、次式が得られる。
【数９】
2010204077.tif 000011
【００５７】
数９から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈが予め分かり重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間ｔ０を測定できれば、動摩擦係数μ１を算出することができる。
【００５８】
具体的な例を示す。重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍが予め分かり、落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間ｔｏを測定すると０．２２５９ｓであったとき、数９より、動摩擦係数μ1＝０．３００が得られる。
【００５９】
また、このときの重り１６の速度Ｖ０は、数７に示すように、落下距離Ｈ、又は重り１６の質量Ｗと荷重手段１５の質量ｍ１との比を変えることにより任意の速度を得ることができる。具体的な例として、上記で説明したのと同じ条件では、Ｖ０＝０．８９ｍ／ｓが得られる。つまり、最大速度が０．８９ｍ／ｓ程度でケーブルを挿入又は引抜をする場合の動摩擦係数が得られることになる。
【００６０】
重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの移動時間は、重り１６が落下を開始してからを始点とし、重り１６が落下距離Ｈを落下するまでを終点とするか、又は可動台１４が動き始めてからを始点とし、可動台１４が距離Ｈだけ移動するまでを終点とする時間を測定すればよい。移動時間は、タイマーで測定してもよい。また、可動台１４が動き始めてから、可動台１４が距離Ｈだけ移動するまでの移動時間を算出する移動時間測定手段（不図示）をさらに備えることでもよい。例えば、可動台１４の移動によってレーザ光線を横切るように配置し、可動台１４が停止位置より僅かに前方に配置したレーザ光線を横切ってから、距離Ｈの場所に配置したレーザ光線を横切るまでの時間で移動時間を測定してもよい。あるいは、可動台１４に対する超音波パルスの反射時間の変位が開始されてから最大変位までの移動時間を測定してもよい。あるいは、重り１６を落下させるときから重り１６が落下距離Ｈを落下するまでの移動時間を測定してもよい。以下の実施形態でも同様である。
【００６１】
動摩擦係数算出手段（不図示）は、数９に従って、予め入力された値と測定した搭載移動時間ｔ０から動摩擦係数を算出する。
【００６２】
本実施形態によれば、動摩擦係数を動摩擦力から測定することなく、重りが落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間から算出することができる。また、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、可動台と設置面との動摩擦を考慮する場合である。本発明の第２の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を図２、図３で説明する。図２、図３において１１は設置面、１２は線状物としてのケーブル、１３はケーブル１２の一端を固定する線状物固定手段、１４は設置面１１上を移動可能な可動台、１５はケーブル１２に荷重する荷重手段、１６はケーブル１２を線状物固定手段１３と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ可動台１４を牽引する牽引手段としての重り、１７は重り１６が高さＨから落下したときに受け取る緩衝台である。
【００６４】
本実施形態では、図３のように、ケーブル１２を搭載しない状態で、可動台１４を牽引し始めてから可動台１４が所定の距離だけ移動するまでの移動時間である無負荷移動時間ｔ１を測定する。一方、図２のように、ケーブル１２を搭載した状態で、可動台１４を牽引して可動台１４を牽引し始めてから可動台１４が所定の距離だけ移動するまでの移動時間である搭載移動時間ｔ０を測定する。測定した無負荷移動時間ｔ１及び測定した搭載移動時間ｔ０に基づいて、可動台１４又は荷重手段１５とケーブル１２との動摩擦係数μ１を測定する。無負荷移動時間ｔ１の測定と搭載移動時間ｔ０の測定の順序は問わない。無負荷移動時間ｔ１を測定する際には、可動台１４は、荷重手段１５を搭載していてもよいし、搭載していなくてもよい。以下では、無負荷移動時間ｔ１の測定では、可動台１４は、荷重手段１５を搭載している。
【００６５】
無負荷移動時間ｔ１の測定を説明する。図３において、重り１６が落下距離Ｈだけ、落下したときの可動台１４の速度を算出する。まず、重り１６の運動を考える。重り１６の質量をＷ、重力加速度をｇ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、可動台１４と設置面１１との動摩擦係数をμ２、加速度をａとしたとき、重り１６についての運動方程式は次式が得られる。
【数１０】
2010204077.tif 000012
可動台１４についての運動方程式は次式が得られる。
【数１１】
2010204077.tif 000013
【００６６】
数１０、数１１より、加速度ａは次式で得られる。
【数１２】
2010204077.tif 000014
これを書き直すと、次式が得られる。
【数１３】
2010204077.tif 000015
【００６７】
重りの落下距離をＨとすると、落下距離Ｈを落下するのに要する時間ｔ１は、次式で得られる。
【数１４】
2010204077.tif 000016
数１４より、
【数１５】
2010204077.tif 000017
となる。落下距離Ｈを落下したとき、重り１６の速度Ｖ０は、次式となる。
【数１６】
2010204077.tif 000018
【００６８】
数１３、数１４より動摩擦係数μ２は次式のように算出できる。
【数１７】
2010204077.tif 000019
数１７より、次式が得られる。
【数１８】
2010204077.tif 000020
【００６９】
数１８から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈが予め分かり重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの無負荷移動時間ｔ１を測定できれば、動摩擦係数μ２を算出することができる。
【００７０】
具体的な例を示す。重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍとし、ケーブル１２を搭載しない状態で、重り１６が落下距離Ｈだけ落下するまでの無負荷移動時間ｔ１を測定すると０．２０７ｓであったとき、数１８より、動摩擦係数μ２＝０．０４８が得られる。
【００７１】
搭載移動時間の測定を説明する。図２において、重り１６が落下距離Ｈだけ、落下したときの可動台１４の速度を算出する。まず、重り１６の運動を考える。重り１６の質量をＷ、重力加速度をｇ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、可動台１４又は荷重手段１５とケーブル１２との動摩擦係数をμ１、可動台１４と設置面１１との動摩擦係数をμ２、加速度をａとしたとき、重り１６についての運動方程式は次式が得られる。
【数１９】
2010204077.tif 000021
可動台１４についての運動方程式は次式が得られる。
【数２０】
2010204077.tif 000022
【００７２】
数１９、数２０より、加速度ａは次式で得られる。
【数２１】
2010204077.tif 000023
これを書き直すと、次式が得られる。
【数２２】
2010204077.tif 000024
【００７３】
重りの落下距離をＨとすると、落下距離Ｈを落下するのに要する時間ｔ０は、次式で得られる。
【数２３】
2010204077.tif 000025
数２３より、
【数２４】
2010204077.tif 000026
となる。落下距離Ｈを落下したとき、重り１６の速度Ｖ０は、次式となる。
【数２５】
2010204077.tif 000027
【００７４】
数２２、数２３より動摩擦係数μ１は次式のように算出できる。
【数２６】
2010204077.tif 000028
数２６より、次式が得られる。
【数２７】
2010204077.tif 000029
数２７から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈ、可動台１４と設置面１１との動摩擦係数μ２が予め分かり重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間ｔ０を測定できれば、動摩擦係数μ１を算出することができる。
【００７５】
数２７より、次式が算出できる。
【数２８】
2010204077.tif 000030
数２８から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈが予め分かり重り１６が落下を開始してから、落下距離Ｈを落下するまでの無負荷移動時間ｔ１、搭載移動時間ｔ０を測定できれば、動摩擦係数μ１を算出することができる。
【００７６】
具体的な例を示す。重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍ、動摩擦係数μ２＝０．０４８が予め分かり、落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間ｔｏを測定すると０．２２６ｓであったとき、数２７より、動摩擦係数μ1＝０．２３０が得られる。
【００７７】
また、重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍが予め分かり、落下距離Ｈを落下するまでの無負荷移動時間ｔ１及び搭載移動時間ｔｏを測定するとそれぞれ、０．２０６９ｓ、０．２２５９ｓであったとき、数２８より、動摩擦係数μ1＝０．２３０が得られる。
【００７８】
また、このときの重り１６の速度Ｖ０は、数２５に示すように、落下距離Ｈ、又は重り１６の質量Ｗと荷重手段１５の質量ｍ１との比を変えることにより任意の速度を得ることができる。具体的な例として、上記で説明したのと同じ条件では、Ｖ０＝０．８９ｍ／ｓが得られる。つまり、最大速度が０．８９ｍ／ｓ程度でケーブルを挿入又は引抜をする場合の動摩擦係数が得られることになる。
【００７９】
動摩擦係数算出手段（不図示）は、数２７に従って、予め入力された値、測定した動摩擦係数μ２及び搭載移動時間ｔ０から動摩擦係数を算出する。或いは、数２８に従って、予め入力された値と測定した無負荷移動時間ｔ１０及び搭載移動時間ｔ０から動摩擦係数を算出する。
【００８０】
本実施形態によれば、可動台と設置面と間に動摩擦力があっても、動摩擦係数を動摩擦力から測定することなく、可動台と設置面との動摩擦係数及び重りが落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間、又は重りが落下距離Ｈを落下するまでの無負荷移動時間及び搭載移動時間から算出することができる。また、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。
【００８１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、可動台と設置面との動摩擦を考慮する場合である。本発明の第３の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を図４で説明する。図４において、１１は設置面、１２は線状物としてのケーブル、１３はケーブル１２の一端を固定する線状物固定手段、１４は設置面１１上を移動可能な可動台、１５はケーブル１２に荷重する荷重手段、１６はケーブル１２を線状物固定手段１３と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ可動台１４を牽引する牽引手段としての重り、１７は重り１６が高さＨから落下したときに受け取る緩衝台である。
【００８２】
本実施形態では、図４のように、ケーブル１２を搭載しない状態で、可動台１４を牽引して可動台１４が停止するまでの停止距離である無負荷停止距離を測定する。無負荷停止距離から可動台１４と設置面１１との動摩擦係数μ２を算出する。本実施形態は、動摩擦係数μ２の算出が第２の実施形態と異なる。ここでは、動摩擦係数μ２の算出について説明する。無負荷停止距離の測定と搭載移動時間の測定の順序は問わない。無負荷停止距離ｘｔを測定する際には、可動台１４は、荷重手段１５を搭載していてもよいし、搭載していなくてもよい。以下では、無負荷停止距離ｘｔの測定では、可動台１４は、荷重手段１５を搭載している。
【００８３】
無負荷停止距離の測定を説明する。図４において、重り１６が落下距離Ｈだけ、落下したときの可動台１４の速度を算出する。まず、重り１６の運動を考える。重り１６の質量をＷ、重力加速度をｇ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、可動台１４と設置面１１との動摩擦係数をμ２、加速度をａとしたとき、重り１６についての運動方程式は次式が得られる。
【数２９】
2010204077.tif 000031
可動台１４についての運動方程式は次式が得られる。
【数３０】
2010204077.tif 000032
【００８４】
数２９、数３０より、加速度ａは次式で得られる。
【数３１】
2010204077.tif 000033
これを書き直すと、次式が得られる。
【数３２】
2010204077.tif 000034
【００８５】
重りの落下距離をＨとすると、落下距離Ｈを落下するのに要する時間ｔ０は、次式で得られる。
【数３３】
2010204077.tif 000035
数３３より、
【数３４】
2010204077.tif 000036
となる。落下距離Ｈを落下したとき、重り１６の速度Ｖ０は、次式となる。
【数３５】
2010204077.tif 000037
【００８６】
次に、荷重手段１５を載せた可動台１４の運動を考える。重り１６の落下によって、速度Ｖ０となった可動台１４は、その後、可動台１４と設置面１１との動摩擦力によって減速し、静止する。重り１６が落下距離Ｈだけ落下したときをｔ＝０、可動台１４の位置をｘ＝０とする。可動台１４と設置面１１との動摩擦力なので、可動台１４についての運動方程式は、加速度をαとしたとき、次式が得られる。
【数３６】
2010204077.tif 000038
【００８７】
このときの加速度αは次式となる。
【数３７】
2010204077.tif 000039
【００８８】
重り１６が落下距離Ｈを落下してからの時間ｔでの速度ｖ（ｔ）は、次式となる。
【数３８】
2010204077.tif 000040
重り１６が落下距離Ｈを落下してからの時間ｔでの停止位置ｘ（ｔ）は、次式となる。
【数３９】
2010204077.tif 000041
【００８９】
ここで、可動台１４が設置面１１の動摩擦力によって停止するまでの停止時間ｔｔは、数３８において、ｖ（ｔ）＝０とおいて得られる。即ち、
【数４０】
2010204077.tif 000042
となる。
【００９０】
数４０より、重り１６が落下距離Ｈを落下してからの時間ｔｔでの無負荷停止距離ｘｔは、次式となる。
【数４１】
2010204077.tif 000043
数４０を代入する。
【数４２】
2010204077.tif 000044
数３５を代入する。
【数４３】
2010204077.tif 000045
が得られる。
【００９１】
数４３から動摩擦係数μ２を次式のように算出できる。
【数４４】
2010204077.tif 000046
【００９２】
数４４から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈが予め分かり、重り１６が落下距離Ｈを落下してから可動台１４が停止するまでの無負荷停止距離ｘｔを測定できれば、動摩擦係数μ２を算出することができる。
【００９３】
具体的な例を示す。重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍとし、ケーブル１２を搭載しない状態で、重り１６が落下距離Ｈだけ落下してから可動台１４が停止するまでの無負荷停止距離ｘｔを測定すると１．０ｍであったとき、数４４より、動摩擦係数μ２＝０．０４８が得られる。
【００９４】
また、このときの重り１６の速度Ｖ０は、数３５に示すように、落下距離Ｈ、又は重り１６の質量Ｗと荷重手段１５の質量ｍ１との比を変えることにより任意の速度を得ることができる。具体的な例として、上記で説明したのと同じ条件では、Ｖ０＝０．８９ｍ／ｓが得られる。つまり、最大速度が０．８９ｍ／ｓ程度でケーブルを挿入又は引抜をする場合の動摩擦係数が得られることになる。
【００９５】
動摩擦係数算出手段（不図示）は、数２７に従って、予め入力された値、測定した動摩擦係数μ２及び搭載移動時間ｔ０から動摩擦係数を算出する。
【００９６】
本実施形態によれば、可動台と設置面と間に動摩擦力があっても、動摩擦係数を動摩擦力から測定することなく、可動台と設置面との動摩擦係数及び重りが落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間から算出することができる。また、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。
【００９７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、可動台と設置面との動摩擦を考慮する場合である。本発明の第４の実施形態に係る動摩擦係数測定装置の構成を図５で説明する。図５において、１１は設置面、１２は線状物としてのケーブル、１３はケーブル１２の一端を固定する線状物固定手段、１４は設置面１１上を移動可能な可動台、１５はケーブル１２に荷重する荷重手段、１６はケーブル１２を線状物固定手段１３と反対方向に一定の牽引力で所定の距離だけ可動台１４を牽引する牽引手段としての重り、１７は重り１６が高さＨから落下したときに受け取る緩衝台である。
【００９８】
本実施形態では、図５のように、ケーブル１２を搭載しない状態で、可動台１４を牽引して可動台１４が停止するまでの停止時間である無負荷停止時間を測定する。無負荷停止時間から可動台１４と設置面１１との動摩擦係数μ２を算出する。本実施形態は、動摩擦係数μ２の算出が第２の実施形態と異なる。ここでは、動摩擦係数μ２の算出について説明する。無負荷停止時間の測定と搭載移動時間の測定の順序は問わない。無負荷停止時間ｔｔを測定する際には、可動台１４は、荷重手段１５を搭載していてもよいし、搭載していなくてもよい。以下では、無負荷停止時間ｔｔの測定では、可動台１４は、荷重手段１５を搭載している。
【００９９】
無負荷停止時間の測定を説明する。図５において、重り１６が落下距離Ｈだけ、落下したときの可動台１４の速度を算出する。まず、重り１６の運動を考える。重り１６の質量をＷ、重力加速度をｇ、可動台１４の質量をｍ０、荷重手段１５の質量をｍ１、可動台１４と設置面１１との動摩擦係数をμ２、加速度をａとしたとき、重り１６についての運動方程式は次式が得られる。
【数４５】
2010204077.tif 000047
可動台１４についての運動方程式は次式が得られる。
【数４６】
2010204077.tif 000048
【０１００】
数４５、数４６より、加速度ａは次式で得られる。
【数４７】
2010204077.tif 000049
これを書き直すと、次式が得られる。
【数４８】
2010204077.tif 000050
【０１０１】
重りの落下距離をＨとすると、落下距離Ｈを落下するのに要する時間ｔ０は、次式で得られる。
【数４９】
2010204077.tif 000051
数４９より、
【数５０】
2010204077.tif 000052
となる。落下距離Ｈを落下したとき、重り１６の速度Ｖ０は、次式となる。
【数５１】
2010204077.tif 000053
【０１０２】
次に、荷重手段１５を載せた可動台１４の運動を考える。重り１６の落下によって、速度Ｖ０となった可動台１４は、その後、可動台１４と設置面１１との動摩擦力によって減速し、静止する。重り１６が落下距離Ｈだけ落下したときをｔ＝０、可動台１４の位置をｘ＝０とする。可動台１４と設置面１１との動摩擦力なので、可動台１４についての運動方程式は、加速度をαとしたとき、次式が得られる。
【数５２】
2010204077.tif 000054
【０１０３】
このときの加速度αは次式となる。
【数５３】
2010204077.tif 000055
【０１０４】
重り１６が落下距離Ｈを落下してからの時間ｔでの速度ｖ（ｔ）は、次式となる。
【数５４】
2010204077.tif 000056
【０１０５】
ここで、可動台１４が設置面１１の動摩擦力によって停止するまでの停止時間である無負荷停止時間ｔｔは、数５４において、ｖ（ｔ）＝０とおいて得られる。即ち、
【数５５】
2010204077.tif 000057
となる。数５５、数５１から
【数５６】
2010204077.tif 000058
【０１０６】
数５６から分かるように、重り１６の質量Ｗ、可動台１４の質量ｍ０、荷重手段１５の質量ｍ１、落下距離Ｈが予め分かり、重り１６が落下距離Ｈを落下してから可動台１４が停止するまでの無負荷停止時間ｔｔを測定できれば、動摩擦係数μ２を算出することができる。
【０１０７】
具体的な例を示す。重り１６の質量Ｗ＝０．３ｋｇ、可動台１４の質量ｍ０＝０．２ｋｇ、荷重手段１５の質量ｍ１＝０．１ｋｇ、落下距離Ｈ＝０．１ｍとし、ケーブル１２を搭載しない状態で、重り１６が落下距離Ｈだけ落下してから可動台１４が停止するまでの無負荷停止距時間ｔｔを測定すると２．０５ｓであったとき、数５６より、動摩擦係数μ２＝０．０４８が得られる。
【０１０８】
動摩擦係数算出手段（不図示）は、数２７に従って、予め入力された値、測定した動摩擦係数μ２及び搭載移動時間ｔ０から動摩擦係数を算出する。
【０１０９】
本実施形態によれば、可動台と設置面と間に動摩擦力があっても、動摩擦係数を動摩擦力から測定することなく、可動台と設置面との動摩擦係数及び重りが落下距離Ｈを落下するまでの搭載移動時間から算出することができる。また、通信ケーブルのような線状物を実際の牽引又は引抜をする管路内と同じ環境下で、実際の牽引速度又は引抜速度で或いはそれを上回る速度で引っ張って動摩擦係数を測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の動摩擦係数測定装置及び動摩擦係数測定方法は、ケーブルのような線状物の動摩擦係数の測定に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１１：設置面
１２：線状物としてのケーブル
１３：線状物固定手段
１４：可動台
１４ａ：溝形状搭載ガイド
１５：荷重手段
１５ａ：溝形状荷重ガイド
１６：牽引手段としての重り
１７：緩衝台
【図１】
2010204077.tif 000059
【図２】
2010204077.tif 000060
【図３】
2010204077.tif 000061
【図４】
2010204077.tif 000062
【図５】
2010204077.tif 000063