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0℃付近における氷上のゴムの摩擦係数は著しく低い。そのため、実用の自動車用タイヤにおいては重大な問題である。この0℃付近での摩擦係数を増大させるために、摩擦の掘り起こしの頃を利用したスパイクタイヤが実用化されている。しかし、このスパイクタイヤは路面の摩耗を生じさせるため、その改善が望まれている。スパイクピンの作用力が0℃よりも高い温度で弱まり、0℃以下の温度では通常の作用力を示す温度順応性スパイクタイヤの基礎実験を行い、すべり摩擦時の路面損傷を軽減できることがわかった。
現在ではスパイクタイヤの製造禁止が行われるため、スタッドレスタイヤの基礎研究として氷とゴムとの摩擦が重要となってきた。そしてゴムと氷との摩擦係数に及ぼす温度、接触圧力、摩擦速度及びゴム材質の影響について研究を行い、以下の結果を得た。
1.氷とゴムとの摩擦係数に及ぼす温度及び接触圧力の影響
各ゴム試料とも-20℃及び-15℃では比較的高い摩擦係数を示すが、-10℃においては摩擦係数は著しく低下し、-5℃から0℃においては0.2以下という低い値を示した。さらに接触圧力の増大とともに摩擦係数は減少し、天然ゴム試料では0.8MPaのときの値は0.2MPaのときの約半分の摩擦係数である。
2.氷とゴムとの摩擦係数に及ぼすゴム材質の影響
天然ゴム及びブタジエンゴムと氷との摩擦を行ったところ、ブダジエンゴムに比べ天然ゴムの方が-20℃から-15℃にかけて摩擦係数は約2倍高い値を示したが、-5℃から0℃にかけてはあまり大きな差はみられず低い値を示した。この摩擦係数の違いは接触面におけるせん断強さの違いによるものと考えられる。
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