(57)【要約】【課題】機能部品用に開発したエラストマーの摩擦特性や機能部品の相手側部材の摩擦特性を、実機で発現する摩擦特性に関連付けて評価できる摩擦特性測定装置および摩擦特性測定方法を提供する。【解決手段】この摩擦特性測定装置は、試料ローラ１と、試料ローラの外周面を試料部材２に押付けると共にその押付力を調整する押付力調整手段と、試料ローラを回転駆動することにより試料ローラの外周面が押付けられた試料部材を所定方向に移動させるローラ駆動装置６０と、試料部材のＸ１方向への移動量を測定する移動量測定装置７０と、試料部材にＸ２方向の抵抗力を加える抵抗力調整装置８０と、前記移動量を少なくとも用いて、前記移動時の抵抗力と、前記移動時における押付力とに少なくとも関連付けられるように、摩擦特性を導出するよう構成され、測定時に押付力加振やローラ駆動加振を行う。【選択図】図１
2016045133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ローラを回転可能に支持するローラ支持手段と、
前記試料ローラの外周面を試料部材に押付けると共に、その押付力を調整する押付力調整手段と、
前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料ローラの外周面が押付けられた前記試料部材を所定方向に移動させるローラ駆動手段と、
前記試料部材の前記所定方向への移動量を測定する移動量測定手段と、
前記試料部材に前記所定方向と反対方向の抵抗力を加えると共に、その抵抗力を調整する抵抗力調整手段と、
前記ローラ駆動手段を制御して前記試料部材を前記所定方向に移動させると共に、当該移動時の移動量を前記移動量測定手段から受信し、受信した移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力調整手段による前記抵抗力と、前記移動時における前記押付力調整手段による前記押付力とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記押付力調整手段によって前記押付力に振動を加える押付力加振、および／又は、前記ローラ駆動手段によって前記試料ローラの回転駆動に振動を加えるローラ駆動加振を行っている状態で、前記摩擦特性の導出を行う摩擦特性測定装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記押付力調整手段を制御して前記押付力加振の振動条件を変化させながら、および／又は、前記ローラ駆動手段を制御して前記ローラ駆動加振の振動条件を変化させながら、前記摩擦特性の導出を複数回行う請求項１に記載の摩擦特性測定装置。
【請求項３】
試料ローラを回転可能に支持するローラ支持手段と、
前記回転可能に支持された試料ローラの外周面を試料部材に押付けると共に、その押付力を調整する押付力調整手段と、
前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料ローラの外周面が押付けられた前記試料部材を所定方向に移動させるローラ駆動手段と、
前記試料部材の前記所定方向への移動量を測定する移動量測定手段と、
前記試料部材に前記所定方向と反対方向の抵抗力を加えると共に、その抵抗力を調整する抵抗力調整手段と、
前記ローラ駆動手段により前記試料ローラを回転起動する際の起動時回転加速度を調整する加速度調整手段と、
前記ローラ駆動手段を制御して前記試料部材を前記所定方向に移動させると共に、当該移動時の移動量を前記移動量測定手段から受信し、受信した移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力調整手段による前記抵抗力と、前記移動時の前記押付力調整手段による前記押付力と、前記移動時の前記加速度調整手段による前記起動時回転加速度とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する制御手段とを備える摩擦特性測定装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記加速度調整手段により前記起動時回転加速度を変化させながら、前記摩擦特性の導出を複数回行う請求項３に記載の摩擦特性測定装置。
【請求項５】
前記抵抗力調整手段が、前記試料部材又は前記試料部材に接続された摩擦部材に接触し、前記試料部材が前記所定方向に移動する際に前記試料部材又は前記摩擦部材に前記所定方向と反対方向の摩擦抵抗力を加える摩擦抵抗力付与部材を有する請求項１〜４の何れかに記載の摩擦特性測定装置。
【請求項６】
前記抵抗力調整手段が、一端が前記摩擦抵抗力付与部材に連結された連結部材と、該連結部材の他端に連結され該連結部材に前記所定方向に加わる力を測定するロードセルとをさらに有し、
前記制御手段が、前記ロードセルの測定値に基づき前記抵抗力を求め、求めた抵抗力を前記導出された摩擦特性に関連付ける請求項５に記載の摩擦特性測定装置。
【請求項７】
前記抵抗力調整手段が、前記試料部材又は前記摩擦部材に前記所定方向又は前記所定方向と反対方向に力を加えて前記試料部材をテスト移動させるテスト移動手段と、該テスト移動時に前記テスト移動手段により前記試料部材又は前記摩擦部材に加えられる力を測定する力測定手段とをさらに有し、
前記制御手段が、前記力測定手段により測定された力に基づき前記抵抗力を求め、求めた抵抗力を前記導出された摩擦特性に関連付ける請求項５に記載の摩擦特性測定装置。
【請求項８】
試料ローラを摩擦特性測定装置により支持するローラ支持ステップと、
前記支持された試料ローラの外周面が試料部材に押付けられると共に、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料部材が所定方向に移動するように、前記試料部材を前記摩擦特性測定装置により支持する試料部材支持ステップと、
前記試料部材に前記所定方向と反対方向に抵抗力を加えながら、前記試料ローラを回転駆動することにより、前記試料部材を前記所定方向に移動させる回転駆動ステップと、
前記回転駆動ステップによる移動時の前記試料部材の移動量を測定する移動量測定ステップと、
前記移動量測定ステップで測定された移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力と、前記移動時における前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する摩擦特性導出ステップとを有し、
前記移動量測定ステップでは、前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力に振動を加える押付力加振、および／又は、前記試料ローラの回転駆動に振動を加えるローラ駆動加振を行っている状態で、前記移動量の測定を行う摩擦特性測定方法。
【請求項９】
試料ローラを摩擦特性測定装置により支持するローラ支持ステップと、
前記支持された試料ローラの外周面が試料部材に押付けられると共に、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料部材が所定方向に移動するように、前記試料部材を前記摩擦特性測定装置により支持する試料部材支持ステップと、
前記試料部材に前記所定方向と反対方向に抵抗力を加えながら、前記試料ローラを回転駆動することにより、前記試料部材を前記所定方向に移動させる回転駆動ステップと、
前記回転駆動ステップによる移動時の前記試料部材の移動量を測定する移動量測定ステップと、
前記移動量測定ステップで測定された移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力と、前記移動時における前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力と、前記移動時に前記試料ローラを回転起動する際の起動時回転加速度とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する摩擦特性導出ステップとを有する摩擦特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ、タイヤ等の摩擦力を用いた機能部品に用いられる材料、該機能部品との間で摩擦力を発生させる相手側部材、該相手側部材に用いられる材料等の摩擦特性を測定する摩擦特性測定装置および摩擦特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ローラ、タイヤ等の摩擦力を用いた機能部品の外周面には例えばエラストマーが用いられ、そのエラストマーと相手側部材との間の摩擦力によりローラによる搬送力やタイヤのグリップ力が発生する。この搬送力やグリップ力にエラストマーの特性が大きな影響を与える。また、機能部品の使用条件や用途に応じてエラストマーに求められる特性、耐久性等が変化し、機能部品の種類や用途、機能部品に求められる性能も日々進化するため、それに応じて機能部品用のエラストマーが日々開発されており、その性能は徐々に向上してきている。
【０００３】
機能部品用のエラストマーを開発する際、開発した材料の評価を行うために、先ずは機能部品とは異なる形状の試験片を作成し、その試験片を用いて評価が行われることが多い。例えば、開発した材料をシート状に成形し、そのシートに所定の接触荷重でプローブを接触させるとともにプローブをシート上で移動させ、その移動に要した力と接触荷重に基づき１００％すべりの摩擦係数が測定される。
【０００４】
一方、開発したエラストマーの真の特性は、その開発対象である機能部品を実際に作成し実機に装着しないと評価できないのが実情である。このため、機能部品の実機における性能と試験片の評価結果とを関連付けできる試験片の評価が求められており、このように試験片を評価する試験装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２１５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来開発されている試験装置では、機能部品の実機における性能と試験片の評価結果との関連性が必ずしも高いとは言えず、試験片の試験結果で期待の持てる評価結果が得られても、実際に機能部品を製作して実機で使用すると、その機能部品の使用条件では期待した結果が得られない場合も多い。
【０００７】
例えば、紙幣やＯＡ用紙を搬送する紙送りローラでは、繰り返しの使用により紙幣につく無数の折り目や、ローラ表面に付着する紙幣やＯＡ用紙の紙粉という試験片で想定されていない条件があり、また、紙を移動させる際の加速度等のためにローラと紙との間で若干のすべりが生じるが、このすべりも試験片の評価では想定されていないので、試験片での評価結果と機能部品の実機での使用結果とが一致しない場合が多く発生していると考えられる。
【０００８】
また、タイヤでは、接触する路面に細かな凹凸があり、路面とタイヤとの間で若干のすべりを生じながらタイヤと路面との間のグリップ力が生じ、さらに、タイヤにはエンジンから回転振動が加わるが、凹凸路面上でタイヤに若干のすべりが生じることやエンジンからの回転振動は試験片の評価では想定されていない。さらに、ブレーキ時、カーブ時、加速時のグリップ力を効果的に大きくすることが求められており、また、ブレーキ時、カーブ時、加速時の最初の一瞬にトレッドゴムに大きな力が加わってすべりが生じ始め、凹凸路面上でタイヤに若干の滑りが生じながらグリップ力が生ずるが、これも試験片の評価では想定されていない。
【０００９】
上記のように、従来、試験片での１００％すべりの摩擦係数の測定や、特許文献１のように摩擦力に対して抵抗力を付加してすべり率が１００％以下での摩擦挙動を計測する場合や、機能部品用のエラストマーの静的な硬度、強度等や、試験片を用いた動的な振動特性（粘弾性特性、粘弾性特性の周波数特性）等が評価されていたが、何れも機能部品用のエラストマーの実機における摩擦特性の評価や推測としては不十分な場合が多い。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、機能部品用に開発したエラストマーの摩擦特性や機能部品の相手側部材の摩擦特性を、実機で発現する摩擦特性に関連付けて評価できる摩擦特性測定装置および摩擦特性測定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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様に係る摩擦特性測定装置は、試料ローラを回転可能に支持するローラ支持手段と、前記試料ローラの外周面を試料部材に押付けると共に、その押付力を調整する押付力調整手段と、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料ローラの外周面が押付けられた前記試料部材を所定方向に移動させるローラ駆動手段と、前記試料部材の前記所定方向への移動量を測定する移動量測定手段と、前記試料部材に前記所定方向と反対方向の抵抗力を加えると共に、その抵抗力を調整する抵抗力調整手段と、前記ローラ駆動手段を制御して前記試料部材を前記所定方向に移動させると共に、当該移動時の移動量を前記移動量測定手段から受信し、受信した移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力調整手段による前記抵抗力と、前記移動時における前記押付力調整手段による前記押付力とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記押付力調整手段による前記押付力に振動を加える押付力加振、および／又は、前記ローラ駆動手段による前記試料ローラの回転駆動に振動を加えるローラ駆動加振を行っている状態で、前記摩擦特性の導出を行う。
【００１２】
上記第１の態様では、押付力加振および／又はローラ駆動加振を行っている状態で、試料部材の移動量を用いて、試料部材に加える抵抗力と、試料ローラを試料部材に押付ける押付力とに関連付けられるように、試料ローラの外周面と試料部材との摩擦特性が導出されるので、試料ローラと試料部材とが１００％すべっていない条件、且つ、回転方向の振動や押付方向の振動を有する条件において、試料ローラの外周面や試料部材の摩擦特性を測定することができる。なお、ある振動条件で摩擦力が向上するローラ外周面のエラストマーや試料部材も存在すると考えられ、従来の測定装置では評価されなかった領域の評価を行い、実機使用時に高い性能を発現する新たな材料開発を行うことも可能となる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る摩擦特性測定装置は、前記制御手段が、前記制御手段が、前記押付力調整手段を制御して前記押付力加振の振動条件を変化させながら、および／又は、前記ローラ駆動手段を制御して前記ローラ駆動加振の振動条件を変化させながら、前記摩擦特性の導出を複数回行う。
【００１４】
上記第２の態様では、振動条件と摩擦特性との関係を得ることができるので、例えば開発したエラストマーでローラの外周面を形成することにより、実機で想定される振動条件の範囲に対し開発したエラストマーの特性を評価することができる。また、例えば実機でローラによって搬送される被搬送部材を試料部材とすることにより、実機で想定される振動条件の範囲に対し被搬送部材の特性を評価することができる。さらに、ある振動条件で摩擦力が向上するエラストマー部材を開発する場合、開発したエラストマーについて振動条件と摩擦特性との関係を容易且つ確実に評価することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る摩擦特性測定装置は、試料ローラを回転可能に支持するローラ支持手段と、前記回転可能に支持された試料ローラの外周面を試料部材に押付けると共に、その押付力を調整する押付力調整手段と、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料ローラの外周面が押付けられた前記試料部材を所定方向に移動させるローラ駆動手段と、前記試料部材の前記所定方向への移動量を測定する移動量測定手段と、前記試料部材に前記所定方向と反対方向の抵抗力を加えると共に、その抵抗力を調整する抵抗力調整手段と、前記ローラ駆動手段により前記試料ローラを回転起動する際の起動時回転加速度を調整する加速度調整手段と、前記ローラ駆動手段を制御して前記試料部材を前記所定方向に移動させると共に、当該移動時の移動量を前記移動量測定手段から受信し、受信した移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力調整手段による前記抵抗力と、前記移動時の前記押付力調整手段による前記押付力と、前記移動時の前記加速度調整手段による前記起動時回転加速度とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する制御手段とを備えている。
【００１６】
上記第３の態様では、試料ローラの回転起動時に、試料部材の移動量を少なくとも用いて、試料部材に加えられていた抵抗力と、試料ローラが試料部材に押付けられる押付力と、試料ローラの起動時の回転加速度とに関連付けて、試料ローラの外周面と試料部材との摩擦特性を導出できるので、試料ローラと試料部材とが１００％すべっていない条件、且つ、起動時に加わる回転加速度を様々に変えながら、試料ローラの外周面や試料部材の摩擦特性を測定することができる。なお、ある回転加速度条件で摩擦力が向上するローラ外周面のエラストマーや試料部材も存在すると考えられ、従来の測定装置では評価されなかった領域の評価を行い、実機使用時に高い性能を発現する新たな材料開発を行うことも可能となる。
【００１７】
上記第３の態様では、起動時加速度の条件と摩擦特性との関係を得ることができるので、例えば開発したエラストマーでローラの外周面を形成することにより、実機で想定される起動時加速度の範囲に対し開発したエラストマーの特性を評価することができる。また、例えば実機でローラによって搬送される被搬送部材を試料部材とすることにより、実機で想定される起動時加速度の範囲に対し被搬送部材の特性を評価することができる。さらには、ある起動時加速度で摩擦力が向上するエラストマー部材を開発する場合、開発したエラストマーについて起動時加速度と摩擦特性との関係を容易且つ確実に評価することができる。
【００１８】
本発明の第４の態様に係る摩擦特性測定装置は、前記制御手段が、前記加速度調整手段により前記起動時回転加速度を変化させながら、前記摩擦特性の導出を複数回行う。
【００１９】
上記第４の態様では、起動時回転加速度の条件と摩擦特性との関係を得ることができるので、例えば開発したエラストマーでローラの外周面を形成することにより、実機で想定される起動時回転加速度の範囲に対し開発したエラストマーの特性を評価することができる。また、例えば実機でローラによって搬送される被搬送部材を試料部材とすることにより、実機で想定される起動時回転加速度の範囲に対し被搬送部材の特性を評価することができる。さらに、ある起動時回転加速度で摩擦力が向上するエラストマー部材を開発する場合、開発したエラストマーについて起動時回転加速度と摩擦特性との関係を容易且つ確実に評価することができる。
【００２０】
本発明の第５の態様に係る摩擦特性測定装置は、前記抵抗力調整手段が、前記試料部材又は前記試料部材に接続された摩擦部材に接触し、前記試料部材が前記所定方向に移動する際に前記試料部材又は前記摩擦部材に前記所定方向と反対方向の摩擦抵抗力を加える摩擦抵抗力付与部材を有する。
【００２１】
上記第５の態様では、試料部材又は摩擦部材に試料部材が移動する方向と反対方向の摩擦抵抗力を加え、これにより前記抵抗力を付与するので、例えば抵抗力を重りで加える場合のように試料部材の移動加速度に応じて抵抗力が変化することがなく、試料部材の移動加速度に拘わらず安定した抵抗力を付与することができる。
【００２２】
本発明の第６の態様に係る摩擦特性測定装置は、前記抵抗力調整手段が、一端が前記摩擦抵抗力付与部材に連結された連結部材と、該連結部材の他端に連結され該連結部材に前記所定方向に加わる力を測定するロードセルとをさらに有し、前記制御手段が、前記ロードセルの測定値に基づき前記抵抗力を求め、求めた抵抗力を前記導出された摩擦特性に関連付ける。
【００２３】
上記第６の態様では、連結部材を介して摩擦部材に加わる前記所定方向の力に基づき抵抗力を求めるので、摩擦特性を測定する際の抵抗力をリアルタイム且つ正確に得ることができる。
【００２４】
本発明の第７の態様に係る摩擦特性測定装置は、前記抵抗力調整手段が、前記試料部材又は前記摩擦部材に前記所定方向又は前記所定方向と反対方向に力を加えて前記試料部材をテスト移動させるテスト移動手段と、該テスト移動時に前記テスト移動手段により前記試料部材又は前記摩擦部材に加えられる力を測定する力測定手段とをさらに有し、前記制御手段が、前記力測定手段により測定された力に基づき前記抵抗力を求め、求めた抵抗力を前記導出された摩擦特性に関連付ける。
【００２５】
上記第７の態様では、テスト移動手段により試料部材をテスト移動させた際の力を測定して前記抵抗力とすることから、導出された摩擦特性に関連付けられる抵抗力の値が計算値ではなく実際に発生している値となり、摩擦特性の評価をより正確に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の第８の態様に係る摩擦特性測定方法は、試料ローラを摩擦特性測定装置により支持するローラ支持ステップと、前記支持された試料ローラの外周面が試料部材に押付けられると共に、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料部材が所定方向に移動するように、前記試料部材を前記摩擦特性測定装置により支持する試料部材支持ステップと、前記試料部材に前記所定方向と反対方向に抵抗力を加えながら、前記試料ローラを回転駆動することにより、前記試料部材を前記所定方向に移動させる回転駆動ステップと、前記回転駆動ステップによる移動時の前記試料部材の移動量を測定する移動量測定ステップと、前記移動量測定ステップで測定された移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力と、前記移動時における前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する摩擦特性導出ステップとを有し、前記移動量測定ステップでは、前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力に振動を加える押付力加振、および／又は、前記試料ローラの回転駆動に振動を加えるローラ駆動加振を行っている状態で、前記移動量の測定を行う。
【００２７】
上記第８の態様では、前記押付力加振および／又は前記ローラ駆動加振を行っている状態において、試料部材の移動量を少なくとも用いて、試料部材に加えられていた抵抗力と、試料ローラが試料部材に押付けられる押付力とに関連付けて、試料ローラの外周面と試料部材との摩擦特性を導出できるので、試料ローラと試料部材とが１００％すべっていない条件、且つ、回転方向の振動や押付方向の振動を有する条件において、試料ローラの外周面や試料部材の摩擦特性を測定することができる。なお、ある振動条件で摩擦力が向上するローラ外周面のエラストマーや試料部材も存在すると考えられ、従来の測定装置では評価されなかった領域の評価を行い、実機使用時に高い性能を発現する新たな材料開発を行うことも可能となる。
【００２８】
本発明の第９の態様に係る摩擦特性測定方法は、試料ローラを摩擦特性測定装置により支持するローラ支持ステップと、前記支持された試料ローラの外周面が試料部材に押付けられると共に、前記試料ローラを回転駆動することにより前記試料部材が所定方向に移動するように、前記試料部材を前記摩擦特性測定装置により支持する試料部材支持ステップと、前記試料部材に前記所定方向と反対方向に抵抗力を加えながら、前記試料ローラを回転駆動することにより、前記試料部材を前記所定方向に移動させる回転駆動ステップと、前記回転駆動ステップによる移動時の前記試料部材の移動量を測定する移動量測定ステップと、前記移動量測定ステップで測定された移動量を少なくとも用いて、前記移動時の前記抵抗力と、前記移動時における前記試料ローラの外周面を前記試料部材に押付ける押付力と、前記移動時に前記試料ローラを回転起動する際の起動時回転加速度とに少なくとも関連付けられるように、前記試料ローラと前記試料部材との摩擦特性を導出する摩擦特性導出ステップとを有する。
【００２９】
上記第９の態様では、起動時加速度の条件と摩擦特性との関係を得ることができるので、例えば開発したエラストマーでローラの外周面を形成することにより、実機で想定される起動時加速度の範囲に対し開発したエラストマーの特性を評価することができる。また、例えば実機でローラによって搬送される被搬送部材を試料部材とすることにより、実機で想定される起動時加速度の範囲に対し被搬送部材の特性を評価することができる。さらには、ある起動時加速度で摩擦力が向上するエラストマー部材を開発する場合、開発したエラストマーについて起動時加速度と摩擦特性との関係を容易且つ確実に評価することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、機能部品用に開発したエラストマーの摩擦特性や機能部品の相手側部材の摩擦特性を、実機で発現する摩擦特性に関連付けて評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る摩擦特性測定装置の正面図である。
【図２】前記一実施形態の摩擦特性測定装置の平面図である。
【図３】前記一実施形態の摩擦特性測定装置の測定結果例である。
【図４】前記一実施形態の摩擦特性測定装置の測定結果例である。
【図５】前記一実施形態の摩擦特性測定装置の測定結果例である。
【図６】前記一実施形態の第１の変形例に係る摩擦特性測定装置の正面図である。
【図７】前記一実施形態の第２の変形例に係る摩擦特性測定装置の正面図である。
【図８】前記一実施形態の第３の変形例に係る摩擦特性測定装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の一実施形態に係る摩擦特性測定装置について図面を参照して以下に説明する。
この摩擦特性測定装置は、図１に示すように、フレーム１０と、フレーム１０に設けられて試料ローラ１を回転可能に支持するローラ支持部２０と、ローラ支持部２０に支持された試料ローラ１の外周面の回転量、回転速度および回転加速度を例えばレーザードップラー式速度計を用いて求める回転計２１と、ローラ支持部２０に支持された試料ローラ１とその径方向に対向するように配置され、試料ローラ１との間に試料部材２を挟むフリーローラ３０と、一端がフレーム１０に回動可能に連結され、フリーローラ３０を回転可能に支持する傾動フレーム４０と、傾動フレーム４０の他端を支持する支持機構５０と、フレーム１０に取付けられ、ローラ支持部２０に支持された試料ローラ１を回転駆動することにより試料ローラ１とフリーローラ３０との間に挟まれた試料部材２を図１および図２に示されたＸ１方向に移動させるローラ駆動装置６０と、フレーム１０に取付けられ、試料部材２のＸ１やＸ２方向への移動量を測定する移動量測定装置７０と、試料部材２に図１および図２に示されたＸ２方向の抵抗力を加えると共にその抵抗力を調整する抵抗力調整装置８０と、フリーローラ３０を加振することにより、フリーローラ３０によって試料部材２を試料ローラ１に押付ける押付力に振動を加える押付力加振装置９０と、回転計２１、支持機構５０、ローラ駆動装置６０、移動量測定装置７０、抵抗力調整装置８０、および押付力加振装置９０に接続された制御装置１００とを備えている。
【００３３】
支持機構５０は、フレーム１０から上方に延びるように設けられたレール５１と、モータ等により駆動されてレール５１上を上下方向に移動するスライダ５２と、上端がスライダ５２によって支持され、下端が傾動フレーム４０の他端に取付けられ該他端を支持するコイルスプリング等の弾性部材５３とを有する。フリーローラ３０は傾動フレーム４０の一端と他端との間に回転可能に支持されているので、支持機構５０によって傾動フレーム４０の他端を上方に移動させることにより、フリーローラ３０も上方に移動する。
【００３４】
ローラ駆動装置６０は、例えばサーボモータ、油圧モータ等のモータのモータ出力軸に特開平７−１０３８４６号公報に開示のある回転体加振装置や特開平８−２９６６９９号公報に開示のある加振装置を取付け、回転体加振装置の出力軸や加振装置の出力軸の回転により試料ローラ１が回転するよう構成することができる。モータは、ローラを回転駆動する回転駆動部と、回転駆動部とモータ出力軸との間に配置されて回転駆動部の回転力のモータ出力軸への伝達および非伝達を切替えるクラッチとを有する。このように構成する場合、モータ出力軸の回転に例えば回転体加振装置により回転振動を加え、回転体加振装置の出力軸から回転振動付きの回転力を出力することができる。回転体加振装置は、特開平７−１０３８４６号公報や特開平８−２９６６９９号公報に説明があるように、電磁石の磁力や励磁周波数の設定により回転振動の振幅や周波数を任意に調整することができる。また、回転体加振装置はロータリーエンコーダを有し、ロータリーエンコーダの出力に基づき、回転体加振装置の出力軸の回転数、回転振動の振幅、および回転振動の周波数をモニターすることができる。なお、クラッチを省きサーボモータの制御によって上記効果を発現してもよい。
【００３５】
移動量測定装置７０としては、公知のレーザードップラー式速度計を用いて試料部材２のＸ１方向およびＸ２方向の移動量を計測可能な装置を用いることも可能であり、その他資料部材２のＸ１方向およびＸ２方向の移動量を計測可能な公知の装置を用いることも可能である。
【００３６】
抵抗力調整装置８０は、フレーム１０から上方に延びるように設けられたレール８１と、モータ等により駆動されてレール８１上を上下方向に移動するスライダ８２と、上端がスライダ８２に連結されたシャフト８３と、シャフト８３の下端の下方に配置され、試料部材２の一方の面（図１において上面）に接触する接触部材８４と、接触部材８４と対向して配置されて試料部材２の他方の面（図１において下面）に接触する受け台８５とを有する。
【００３７】
抵抗力調整装置８０は、スライダ８２を下方に動かすことによりシャフト８３の下端が接触部材８４に上方から接触すると共に接触部材８４を下方に押し、接触部材８４の下面と受け台８５の上面との間で試料部材２が挟まれる。これにより、Ｘ１又はＸ２方向に移動する試料部材２に摩擦抵抗力が加えられる。接触部材８４の下面や受け台８５の上面は、試料部材２に対して、静摩擦係数と動摩擦係数との差が極力小さい、又は無い材料から形成されていることが好ましい。このような材料として、例えば、クラスターテクノロジー社製のポリアセタール複合材料（エポクラスターＴ  ＣＯＭ４１等）を用いることが可能である。
【００３８】
抵抗力調整装置８０はさらに連結部材としての傾動リンク８６と、ベース１０上に固定されたロードセル８７とを有し、傾動リンク８６の一端が接触部材８４に上下方向に回動可能に連結され、傾動リンク８６の他端がロードセル８７に上下方向に回動可能に連結されている。傾動リンク８６にＸ１方向の力が加わると、そのＸ１方向の力がロードセル８７により検知される。この抵抗力調整装置８０はスライダ８２およびロードセル８７が制御装置１００に接続されている。
【００３９】
押付力加振装置９０は、フリーローラ３０を図１における上下方向（フリーローラ３０を試料ローラ１側に押付ける方向と押付けを解除する方向）に加振する電動加振機又は油圧加振機である。電動加振機や油圧加振機はプランジャを有し、プランジャをその軸方向に加振する。プランジャの先端は、押付力測定装置４１のロードセルを介して、フリーローラ３０の両端の軸や傾動フレーム４０に接続されている。押付力測定装置４１は、そのロードセルにより、フリーローラ３０によって試料部材２を試料ローラ１に押付ける押付力、即ち、試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力を測定する。
【００４０】
制御装置１００は周知のコンピュータから成り、この装置を動作させて摩擦特性測定を行う測定プログラムを格納している記憶部１０１と、入力部１０２と、表示装置１０３と、プリンター１０４とを備えている。測定プログラムにより制御装置１００が支持機構５０、ローラ駆動装置６０、抵抗力調整装置８０、および押付力加振装置９０を制御して、この装置により摩擦特性測定が行われるように構成されている。以下、この装置により摩擦特性測定を行う方法の一例について説明する。
【００４１】
先ず、試料ローラ１の準備を行う（ステップ１）。試料ローラ１は例えば外周面にエラストマーシートを装着可能に構成されている。この場合、エラストマーシートとしてタイヤのトレッドゴムの開発材や紙送りローラの開発材を数ｍｍの厚さのシート状に加硫成形し、接着剤により試料ローラ１の外周面に貼付けて装着することが可能である。続いて、試料ローラ１は軸方向両端にシャフトを有するので、両端のシャフトをローラ支持部２０により支持することにより、試料ローラ１をローラ支持部２０により回転可能に支持する（ステップ２）。ここで、試料ローラ１の一方のシャフトがローラ駆動装置６０の前記回転体加振装置の出力軸に連結される。
【００４２】
続いて、試料部材２をフリーローラ３０、抵抗力調整装置８０の受け台８５、および図１においてフリーローラ３０の右側に設けられた補助台１１の上に載置し、図１において二点鎖線の位置から実線の位置まで傾動リンク８６の一端側を下方に傾動させると共にシャフト８３を下方に移動させて接触部材８４の下面と受け台８５の上面との間で試料部材２を挟む（ステップ３）。試料部材２は試験の目的に応じて変更することができ、紙送りローラ用の開発材の摩擦特性を測定する場合は、その紙送りローラで用いられる紙を試料部材２とすることができ、タイヤのトレッドゴムの開発材の摩擦特性を測定する場合は、路面相当の摩擦特性を有するシート状部材を試料部材２とすることができる。
【００４３】
続いて、スライダ８２を下降させてシャフト８３の下端を接触部材８４の上面に接触させると共に、接触部材８４を受け台８５側にある一定の力で押付ける（ステップ４）。なお、スライダ８２は前記押付ける力を測定するロードセルを有し、摩擦特性の測定中に試料部材２の凹凸等により接触部材８４と受け台８５との間隔が変化しても押付ける力がばらつかないように、スライダ８２とシャフト８３との間にはスプリングが設けられている。制御装置１００は前記ロードセルの検出結果をモニターしながらスライダ８２による前記押付力を制御するので、接触部材８４を受け台８５側に押付ける押付力を正確に調整することができる。
【００４４】
続いて、支持機構５０のスライダ５２を上方に移動させることにより試料ローラ１の外周面をフリーローラ３０上に載置された試料部材２に押付ける（ステップ５）。制御装置１００は押付力測定装置４１の測定結果をモニターしながらスライダ５２による前記押付力を制御し、また、スライダ５２は弾性部材５３を介して傾動フレーム４０の他端に接続されているので、試料ローラ１の試料部材２への押付力を正確に調整することができる。弾性部材５３を有するので、摩擦特性の測定中に試料ローラ１や試料部材２に凹凸等があり試料ローラ１とフリーローラ３０との間隔が若干変化しても、試料ローラ１の試料部材２への押付力が大きく変化することが防止される。
【００４５】
次に、ローラ駆動に加振を加えながら摩擦特性測定を行うローラ駆動加振摩擦特性測定について説明する。以下では、測定プログラムによる制御装置１００の動作について説明する。先ず、この測定を行う場合、支持機構５０により試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力をある一定の値にする（測定ステップ１−１）。また、抵抗力調整装置８０によりスライダ８２の押す力を一定の値にして一定の抵抗力を加える（測定ステップ１−２）。なお、当該押付力や抵抗力を変化させながら以下を行っても良い。
【００４６】
続いて、ローラ駆動装置６０の前記モータの前記クラッチを非伝達状態にしながら前記回転駆動部をある回転数で回転させ、また、前記回転体加振装置を例えばある周波数、振幅（例えば１００Ｈｚ、±０．５°）で加振するように設定した状態で、前記クラッチを所定時間だけ伝達状態にする（測定ステップ１−３）。回転体加振装置の周波数や振幅を発生させる電磁石の磁力や周波数は、回転駆動部の回転数に応じて設定される。これにより、試料ローラ１が瞬時に前記ある回転数で回転し始め、前記ある周波数、振幅の回転振動を伴いながら所定時間だけ回転する。ローラ駆動装置６０の前記モータの回転駆動部の回転方向の慣性質量が試料ローラ１よりも十分に大きければ、試料ローラ１の回転速度は非伝達状態の回転駆動部の回転速度とすぐに一致し安定する。この試料ローラ１の回転駆動により、試料部材２がＸ１方向に移動し、その移動量が移動力測定装置７０により測定される。
【００４７】
続いて、移動量測定装置７０から前記所定時間における試料部材２の移動量を受信し（測定ステップ１−４）、また、上記所定時間のうちある一定の期間（所定時間の最初の０．数秒、所定時間において数秒経過後から数秒、所定時間の全期間等）の移動量を少なくとも用いて、当該一定の期間における支持機構５０による前記押付力と、当該一定の期間における抵抗力調整装置８０による抵抗力と、ローラ駆動加振の条件とに関連付けて、当該測定から摩擦特性を導出する（測定ステップ１−５）。
【００４８】
ここで、制御装置１００は、抵抗力調整装置８０のロードセル８７から傾動リンク８６に加わるＸ１方向の力を受信し、受信したＸ１方向の力に基づき、抵抗力調整装置８０が試料部材２に加えた抵抗力を導出する。例えば、本実施形態の場合は接触部材８４の下面と受け台８５の上面とが同一の材料から成り、また、シャフト８３の下端に固定されたベアリング８３ａを介してシャフト８３の下端が接触部材８４に接触し、ベアリング８３ａはＸ１およびＸ２方向に回動自在であり、シャフト８３の下端と接触部材８４とのＸ１方向の接触抵抗は無視できるほど小さいので、ロードセル８７から受信したＸ１方向の力を２倍したものを前記抵抗力とすることができる。後述の押付力加振摩擦特性測定および起動時回転加速度摩擦特性測定でも同様である。
【００４９】
そして、回転体加振装置による加振の周波数や振幅の条件を変更しながら前記測定ステップ１−３〜１−５を１回以上繰り返す（測定ステップ１−６）。さらに、測定ステップ１−１〜１−６を押付力や抵抗力の条件を変更しながら１回以上繰り返す（測定ステップ１−７）。
【００５０】
例えば、測定ステップ１−６で周波数のみ変更し、かつ、測定ステップ１−７で抵抗力の条件（スライダ８２で接触部材８４を受け台８５に押付ける力）を変更しながら行うことにより、図３のような結果を得ることができる。図３の縦軸はすべり率ＳＬ（ＳＬ＝（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０であり、Ｌ０は回転計２１から受信する前記一定の期間における回転角度とローラ直径と円周率を乗じて計算される理想的な試料ローラ１の外周面の移動量、Ｌは試料部材２の前記一定の期間の移動量である。）をあらわし、横軸はローラ駆動加振の周波数をあらわす。図３の各測定ポイントでは、試料部材２の移動量と試料ローラ１の外周面の移動量とに基づき、押付力と、抵抗力と、ローラ回転加振の条件とに関連付けて、すべり率が求められている。例えば測定結果が図３のようになるとすると、周波数１００Ｈｚ〜３００Ｈｚの間ですべり率が小さくなっていくことがわかる。なお、測定結果は図３や以下の図４および図５のようになるとは限らず、測定する材料によって様々である。すべり率は試料部材２の移動量を用いて導出する摩擦特性の一例であり、他に試料部材２の移動量と押付力と抵抗力とを用いて摩擦特性の係数を求めることも可能であり、さらに試料部材２の幅寸法を用いた摩擦特性の係数を求めることも可能であり、試料部材２の移動量を用いて他の摩擦特性の係数を求めることも可能である。
【００５１】
次に、押付力に加振を加えながら摩擦特性測定を行う押付力加振摩擦特性測定について説明する。この測定は、ローラ駆動加振をしながら行っても良いし、ローラ駆動加振をせずに行っても良い。
先ず、ローラ駆動加振摩擦特性測定の場合と同様に、支持機構５０により試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力をある一定の値にする（測定ステップ２−１）。また、抵抗力調整装置８０によりスライダ８２の押す力を一定の値にして一定の抵抗力を加える（測定ステップ２−２）。なお、当該押付力や抵抗力を変化させながら以下を行っても良い。
【００５２】
続いて、ローラ駆動装置６０の前記モータの前記クラッチを非伝達状態にしながら前記回転駆動部をある回転数で回転させ、また、押付力加振装置９０によりフリーローラ３０をある周波数、振幅（例えば１００Ｈｚ、±０．２ｍｍ）で加振して押付力に振動を加える押付力加振を行いながら、前記クラッチを所定時間だけ伝達状態にする（測定ステップ２−３）。これにより、試料ローラ１が瞬時に前記ある回転数で回転し始め、前記押付力加振が行われている状況で所定時間だけ回転する。この試料ローラ１の回転駆動により、試料部材２がＸ１方向に移動し、その移動量が移動力測定装置７０により測定される。
【００５３】
続いて、移動量測定装置７０から前記所定時間における試料部材２の移動量を受信し（測定ステップ２−４）、また、上記所定時間のうちある一定の期間（所定時間の最初の０．数秒、所定時間において数秒経過後から数秒、所定時間の全期間等）の移動量を少なくとも用いて、当該一定の期間における支持機構５０による前記押付力と、当該一定の期間における抵抗力調整装置８０による抵抗力と、押付力加振の条件とに関連付けて、当該測定から摩擦特性を導出する（測定ステップ２−５）。そして、押付力加振装置９０による加振の周波数や振幅の条件を変更しながら前記測定ステップ２−３〜２−５を１回以上繰り返す（測定ステップ２−６）。さらに、測定ステップ２−１〜２−６を押付力や抵抗力の条件を変更しながら１回以上繰り返す（測定ステップ２−７）。
【００５４】
例えば、測定ステップ２−６で周波数のみ変更し、かつ、測定ステップ２−７で抵抗力の条件を変更しながら行うことにより、図４のような結果を得ることができる。図４の縦軸は図３と同様にすべり率ＳＬをあらわし、横軸は押付力加振の周波数をあらわす。図４の各測定ポイントでは、試料部材２の移動量と試料ローラ１の外周面の移動量とに基づき、押付力と、抵抗力と、押付力加振の条件とに関連付けて、すべり率が求められている。図４の例では、周波数２００Ｈｚ付近ですべり率が若干大きくなっていることがわかる。
【００５５】
次に、試料ローラ１を駆動し始める際の起動時回転加速度の条件を変えながら摩擦特性測定を行う起動時回転加速度摩擦特性測定について説明する。この測定は、ローラ駆動加振をしながら行っても良いし、押付力加振をしながら行っても良いし、ローラ駆動加振および押付力加振をしながら行っても良いし、ローラ駆動加振および押付力加振をせずに行っても良い。
【００５６】
先ず、ローラ駆動加振摩擦特性測定の場合と同様に、支持機構５０により試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力をある一定の値にする（測定ステップ３−１）。また、抵抗力調整装置８０によりスライダ８２の押す力を一定の値にして一定の抵抗力を加える（測定ステップ３−２）。なお、当該押付力や抵抗力を変化させながら以下を行っても良い。
【００５７】
続いて、ローラ駆動装置６０の前記モータの前記クラッチを非伝達状態にしながら前記回転駆動部を条件１の回転数で回転させ、前記クラッチを所定時間だけ伝達状態にする（測定ステップ３−３）。これにより、試料ローラ１が瞬時に条件１の回転数で回転し始め、所定時間だけ回転する。この試料ローラ１の回転駆動により、試料部材２がＸ１方向に移動し、その移動量が移動力測定装置７０により測定される。
【００５８】
続いて、移動量測定装置７０から前記所定時間における試料部材２の移動量を受信し（測定ステップ３−４）、また、上記所定時間のうち最初の一定の期間（所定時間の最初の０．数秒等）の移動量を少なくとも用いて、当該一定の期間における支持機構５０による前記押付力と、当該一定の期間における抵抗力調整装置８０による抵抗力と、起動時回転加速度とに関連付けて、当該測定から摩擦特性を導出する（測定ステップ３−５）。起動時回転加速度は、上記最初の一定の期間において回転計２１によって求められる試料ローラ１の外周面の回転加速度である。当該回転加速度は上記最初の一定の期間における最高値であってもよく、平均値であってもよく、その他の値であっても良い。そして、測定ステップ３−３における回転駆動部の回転数を変更しながら前記測定ステップ３−３〜３−５を１回以上繰り返す（測定ステップ３−６）。さらに、測定ステップ３−１〜３−６を押付力や抵抗力の条件を変更しながら１回以上繰り返す（測定ステップ３−７）。なお、回転駆動部の回転数を変更することにより、起動時回転加速度が変化する。
【００５９】
例えば、測定ステップ３−７で抵抗力の条件を変更しながら行うことにより、図５のような結果を得ることができる。図５の縦軸は図３と同様にすべり率ＳＬをあらわし、横軸は起動時回転加速度をあらわす。図５の各測定ポイントでは、試料部材２の移動量と試料ローラ１の外周面の移動量とに基づき、押付力と、抵抗力と、起動時回転加速度とに関連付けて、すべり率が求められている。図５の例では、ある一定の起動時回転加速度まですべり率が徐々に小さくなることがわかる。
【００６０】
続いて、測定プログラムにより制御装置１００は表示装置１０３に上記図３〜図５の測定結果を表示させると共に、図３〜図５の測定結果をプリンター１０４に出力する。出力する先はプリンター１０４でなく他のコンピュータであっても良い。このように、制御装置１００は、押付力および抵抗力と関連付けて、そして、ローラ回転加振の条件、押付力加振の条件、および起動時回転加速度の少なくとも１つに関連付けて、摩擦特性（すべり率等）を表示装置１０３に表示させ、また、出力する。このため、押付力や抵抗力の大きさを考慮しながら、ローラ回転加振の条件、押付力加振の条件、および起動時回転加速度が摩擦特性に与える影響の傾向を確認することができる。
【００６１】
また、上記のすべり率ＳＬの値が１（１００％）になる状態は、試料ローラ１と試料部材２とが完全に滑っている状態であるから、この状態のすべり率ＳＬは通常の摩擦係数と同じ又は近いものとなる。一方、上記測定は、上記すべり率が０％を超え１００％未満の範囲、例えば５％近傍、１０％近傍、３０％近傍、５０％近傍の範囲等を、押付力や抵抗力を調整することにより測定することができるが、若干のすべりが発生している条件というのは、紙送りローラやタイヤ等が実機で使用される状況と近似しているか、同一である。さらに、上記測定は、ローラ駆動加振や押付力加振や起動時回転加速度の条件を変更しながら、実機で使用される状況と近似している条件又は同一条件で試料ローラの外周面や試料部材の摩擦特性（すべり率等）を測定できる。例えば、ある振動条件で摩擦力が向上するローラ外周面のエラストマーや試料部材も存在すると考えられるので、本実施形態によれば、従来の測定装置では評価されなかった領域の評価を行い、実機使用時に高い性能を発現する新たな材料開発を行うことも可能となる。
【００６２】
また、本実施形態では、押付力加振の条件やローラ駆動加振の条件や起動時回転加速度の条件を変化させながら、摩擦特性の導出を複数回行うので、振動条件や起動時回転加速度の条件と摩擦特性との関係を得ることができる。このため、例えば開発したエラストマーで試料ローラ１の外周面を形成することにより、実機で想定される振動条件や起動時回転加速度の範囲に対し開発したエラストマーの特性を評価することができる。また、例えば実機でローラによって搬送される被搬送部材を試料部材２とすることにより、実機で想定される振動条件や起動時回転加速度の範囲に対し被搬送部材の特性を評価することができる。さらには、ある振動条件で摩擦力が向上するエラストマー部材を開発する場合、開発したエラストマーについて振動条件や起動時回転加速度と摩擦特性との関係を容易且つ確実に評価することができる。
【００６３】
また、抵抗力調整装置８０は、試料部材２に接触して試料部材２がＸ１方向に移動する際に試料部材２にＸ２方向の摩擦抵抗力を加える接触部材８４および受け台８５とを有する。このため、例えば試料部材２の端に重りを装着し、その重りにより抵抗力を加える場合のように、試料部材２の移動加速度に応じて重りの慣性質量がＸ２方向の抵抗になって、これにより抵抗力が変化することがなく、試料部材２の移動加速度に拘わらず安定した抵抗力を付与することができる。
【００６４】
シャフト８３の下端と接触部材８４の上面とを紐等の可撓性の部材で接続することも可能である。このようにすると、スライダ８２によりシャフト８２を上昇させた際に、接触部材８４も持ち上げられ、接触部材８４と受け台８５との間に自動的に間隔を設け、試料部材２のセッティングが容易になる。
【００６５】
上記実施形態において、前記ステップ１−３、２−３、および３−３で試料部材２をＸ１方向に移動させている間に、スライダ８２により接触部材８４を受け台８５側に押す力を変化させても良い。さらに、試料部材２に加わる抵抗力が実機を模した抵抗プロファイルに沿って変化するように当該押す力を変化させても良い。さらに、スライダ８２の代わりに押付力加振装置９０と同様の電動加振機又は油圧加振機を設け、当該押す力を加振することも可能である。これにより、より実機使用時に近い条件で摩擦特性を測定することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施形態の抵抗力調整装置８０では、傾動リンク８６に加わるＸ１方向の力をロードセル８７で検出し、当該検出結果に基づいて試料部材２に加わる抵抗力を導出している。これに対し、図６のように、スライダ１８９とレール１８８を設け、ロードセル１８７を移動可能にすることで抵抗力調整装置１８０により試料部材２に付与する抵抗力を調整しても良い。
【００６７】
この場合、抵抗力調整装置１８０は、レール８１、スライダ８２、シャフト８３、接触部材８４および受け台８５を有し、さらに、接触部材８４および受け台８５により挟まれた試料部材２の長さ方向の一端に固定されるクリップと、クリップに紐等の可撓性部材を介して連結されたロードセル１８７と、ベース１０上に試料部材２の長さ方向に延びるように設けられたレール１８８と、モータ等により駆動されてレール１８８上で試料部材２の長さ方向に移動するスライダ１８９とを有する。この抵抗力調整装置１８０はスライダ８２、ロードセル１８７、およびスライダ１８９が制御装置１００に接続されている。
【００６８】
そして、前記ステップ３の後、試料部材２が試料ローラ１とフリーローラ３０とによって挟まれていない状態で、抵抗力調整装置１８０により試料部材２に加えられる抵抗力の測定を行う。例えば、スライダ８２を下方に移動して接触部材８４と受け台８５との間に試料部材２を挟み、スライダ８２によって接触部材８４を受け台８５側にある一定の力で押付けながら、スライダ１８９を駆動して試料部材２をＸ２方向に移動させ、その移動に要する力（抵抗力）をロードセル１８７で測定する。この動作をスライダ８２で接触部材８４を押す力を変えながら複数回行うことにより、スライダ８２の押す力と抵抗力との関係を得て、その関係を制御装置１００の記憶部１０１に格納する。この動作は、測定プログラムにより動作する制御装置１００によって抵抗力調整装置１８０が制御されて行われる。そして、摩擦特性測定時にはクリップが試料部材２から取外される。
【００６９】
このように、抵抗力調整装置１８０は、スライダ１８９を駆動してＸ２方向に力を加えて試料部材２をテスト移動させ、テスト移動時に試料部材２に加えられる力をロードセル１８７で測定し、このテスト測定をスライダ８２で接触部材８４を押す力を変えながら複数回行うことにより、テスト測定で測定された力に基づき、スライダ８２で接触部材８４を押す力に応じた抵抗力を演算できるようになり、この抵抗力が導出された摩擦特性に関連付けられる。
【００７０】
この場合でも、導出された摩擦特性に関連付けられる抵抗力の値が計算値ではなく実際に発生している値となり、摩擦特性の評価をより正確に行うことが可能である。
なお、スライダ８２の押す力と抵抗力との関係を事前に測定せずに、測定ステップ１−３、２−３、および３−３の直後に、スライダ１８９を駆動してＸ２方向に力を加えて試料部材２をテスト移動させ、テスト移動時に試料部材２に加えられる力をロードセル１８７で測定し、テスト測定で測定された力を抵抗力とすることも可能である。図６におけるスライダ１８９に代えて一定の直径を有する円筒を回転軸に支持してその周面に試料部材２の右端を貼り付けることでＸ１方向に力を加えて試料部材２をＸ１方向にテスト移動させ、その移動に要した力をロードセルで測定し、その力を抵抗力とすることも可能である。
【００７１】
なお、本実施形態では、支持機構５０に弾性部材５３を設け、弾性部材５３が弾性変形することにより、試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力がばらつかないようにしている。これに対し、スライダ５２から傾動フレーム４０に加わる力やフリーローラ３０に加わる力を測定するロードセルを設けると共に、ロードセルに加わる力が狙いの値になるようにスライダ５２の位置をフィードバック制御する制御部とを設け、これにより、試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付ける押付力がばらつかないようにすることも可能である。
【００７２】
また、本実施形態では、フリーローラ３０、傾動フレーム４０、および支持機構５０により、試料ローラ１の外周面を試料部材２に押付け、その押付力を調整している。これに対し、図７に示すように、傾動フレーム４０および支持機構５０を設けずに、フリーローラ３０の代わりに搬送負荷（抵抗力）を模した摩擦抵抗を調製した表面を持つ押付台３１を設け、押付台３１を押付力加振装置９０で支持することも可能である。この場合、押付力加振装置９０はロードセルと、ロードセルに加わる力（押付力）が狙いの値になるようにプランジャの位置をフィードバック制御する制御部とを有する。そして、押付力と、押付台３１の表面積および摩擦係数とにより、試料部材２にＸ２方向に加わる抵抗力の大きさが調整される。押付台３１により生ずる抵抗力と押付力との関係は、試料ローラ１を回転可能な状態にして試料部材２をスライダ１８８でＸ方向に移動させ、その際の力をロードセル１８７で測定することにより得られる。また、押付力加振装置９０がプランジャを上下動することにより試料ローラ１が試料部材２に押付けられ、その押付力が調整される。また、押付力加振装置９０によって押付力加振が行われる。この場合でも前述と同様の作用効果を奏する。
【００７３】
さらに、図８に示すように、フリーローラ３０、傾動フレーム４０、および支持機構５０を設けずに、フリーローラ３０の代わりに試料部材移動台３２を設け、試料部材移動台３２を押付力加振装置９０で支持することも可能である。試料部材移動台３２の上面には複数のローラ３２ａが配置され、ローラ３２ａ上で試料部材２がＸ１およびＸ２方向に移動する。また、試料部材２としては剛性が高い路面相当部材等を用いることが可能である。
【００７４】
この例の場合、スライダ１８９と試料部材２とをクリップ１８６とロードセル１８７とを介して連結し、スライダ１８９で試料部材２をＸ１およびＸ２方向に移動可能に構成する。この構成では、ローラを回転させて試料部材移動台３２に働く摩擦力をロードセル１８７で測定する場合とローラは固定してロードセル１８７をスライダ１８９で引っ張る場合があるが、後者では試料部材移動台３２の慣性力が不要な摩擦力として測定されるので、試料部材２の加速度と質量に基づき、計算または実測された不要慣性力を差し引くことも可能である。このように構成しても前述と同様の作用効果を奏する。
【００７５】
なお、本実施形態では、抵抗力調整装置８０の接触部材８４および受け台８５に試料部材２が直接接触するものを示した。これに対し、試料部材２の長さ方向の一端に安定して抵抗力を発生する材料によって調製された摩擦部材を連結し、摩擦部材が接触部材８４および受け台８５により挟まれるように構成することも可能である。この場合、試料部材２を他の材料の試料部材２に取り換えた場合でも、接触部材８４および受け台８５と摩擦部材との接触面において荷重と発生摩擦力との関係は変わらないので、より簡易で正確な摩擦特性測定が可能になる。
【００７６】
また、抵抗力調整装置８０を他の構成の抵抗力調整装置にすることも可能であり、例えば特許第３２１５５７９号公報に開示のあるパウダークラッチを有する抵抗力調整装置にすることも可能であるが、上記実施形態の方が試料部材２の移動に伴う慣性力が小さく測定精度が高いので好ましい。
【００７７】
また、上記実施形態では、外周面にエラストマーシートを装着した試料ローラ１を用いている。これに対し、試料ローラ１を、数分の１サイズで形成されたタイヤ又は疑似タイヤと、タイヤのビード部が装着されるホイール部材とから構成することも可能である。この場合、タイヤの中に空気を充填しても良い。さらに、上記実施形態で試料ローラ１の外周面にトレッドパターン相当の溝やブロックが形成されたエラストマーシートを貼付けることも可能である。さらに、試料ローラ１を交換できないように構成し、試料部材２を様々に取り換えて上記測定を行うことも可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では、ローラ駆動装置６０から試料ローラ１までの回転力伝達システムがローラ駆動加振や押付力加振の加振周波数で共振しないように設計され、押付力加振装置９０からフリーローラ３０まで、支持機構５０からフリーローラ３０までの押付力伝達システムがローラ駆動加振や押付力加振の加振周波数で共振しないように設計され、その他フレーム１０等の装置構成部材もローラ駆動加振や押付力加振の加振周波数で共振しないように設計されていることが好ましい。
【００７９】
また、上記実施形態では、制御装置１００が支持機構５０、ローラ駆動装置６０、抵抗力調整装置８０、および押付力加振装置９０を制御しつつ、摩擦特性の導出も行っているが、制御装置１００とは別に摩擦特性の導出を行う摩擦特性測定部（周知のコンピュータから成る）を設けても良い。
【符号の説明】
【００８０】
１  試料ローラ
２  試料部材
１０  フレーム
２０  ローラ支持部
２１  回転計
３０  フリーローラ
４０  傾動フレーム
４１  押付力測定装置
５０  支持機構
６０  ローラ駆動装置
７０  移動量測定装置
８０  抵抗力調整装置
９０  押付力加振装置
１００  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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