| 研究概要 |
0°C付近における氷上のゴムの摩擦係数の低下の原因究明と, 摩擦係数低下の防止のためのゴム材料の改善について研究を行った. 摩擦中の摩擦係数の測定と同時に, 接触面を直接観察し, ビデオカメラで撮影を行うための氷摩擦試験機を作製した. また, その摩擦試験機を用い, -20°Cから0°Cの温度において各種硬度のゴムと氷との摩擦を行った. 本年作製した氷摩擦試験機の概要及び得られた実験結果は次の通りである.
1.作製した氷摩擦試験機の性能の概要
直径260mmの氷円板と各種ゴム試料とを摩擦するピンーデイスク型の摩擦試験機であり, 摩擦力とゴム試料の垂直変位が測定可能である. 荷重及び摩擦速度は任意に変えることができる. 試験機全体が恒温槽に入れられ, -20°Cから0°Cの間で温度が冷却空気供給装置を用いて調節可能である. 摩擦面の観察は, 氷円板の容器下部のガラスを通して行い, ビデオカメラで撮影できる. この装置によってスタッドレスタイヤの基礎研究が可能である.
2.ゴムと氷との摩擦に及ぼす温度及びゴムの硬さの影響
研磨紙1500番で仕上げた氷面と, 直径30mmの円柱ゴム試料との摩擦を-20°Cから0°Cの範囲で行った. なお, ゴム試料としては, 硬さ(Hs)が56, 66, 67の3種類の天然加硫ゴムを用い, 接触圧力0.2MPa, 摩擦速度1cm/sで摩擦係数を求めた. 得られた結果は次の通りである. (1)各硬さのゴム試料とも, -20°Cから-10°Cに温度が上昇すると急激に摩擦は減少する. -10°Cから-5°Cの間では, その減少はゆるやかであり, また, -5°Cと0°Cの間では摩擦係数はほぼ0.2の等しい値を示した. (2)-20°Cにおいては常温の硬さがそれぞれ, 56, 66, 67のゴムでは摩擦係数が0.9, 0.7, 0.6の値を示した. -20°Cから-10°Cの間では柔らかなゴムほど摩擦係数が高くなる傾向がみられた.
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