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公開番号2025021675
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125561
出願日2023-08-01
発明の名称加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法
出願人横浜ゴム株式会社,国立大学法人名古屋工業大学
代理人清流国際弁理士法人,個人,個人
主分類G01N 19/02 20060101AFI20250206BHJP(測定;試験)
要約【課題】加硫ゴムの動摩擦特性を精度よくかつ簡便に算出できる把握方法を提供する。
【解決手段】2次元モデル10では、加硫ゴム11を、一端が加硫ゴム11の表面11aに連結され他端が固定面16に連結されたゴム要素12が突起18の摺動方向に多数並列したゴム要素連続体とし、各ゴム要素12は弾性部14と粘性部15とを有する一方のユニット13aが変位方向を摺動方向に平行にして配置され、他方のユニット13bが変位方向を摺動方向に直交させて配置され、ユニット13a、13bどうしが直交して連結された構造にして、動摩擦特性を把握する際に、加硫ゴム11の粘弾性パラメータと、摩擦面17のプロファイルパラメータと、突起18の摺動速度および突起18の加硫ゴム11に対する押込み量を特定する摩擦条件パラメータを演算装置2に入力し、突起18が加硫ゴム11に押し込まれた状態で表面11aに沿って摺動するシミュレーションを行う。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
加硫ゴムと前記加硫ゴムの表面を摺動する突起を有する摩擦面とを備えた２次元モデルを用いて、前記突起が前記加硫ゴムに押し込まれた状態で前記表面に沿って摺動する際の前記加硫ゴムの動摩擦特性を把握する加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法において、
前記２次元モデルでは、前記加硫ゴムを、一端が前記表面に連結され他端が固定面に連結されたゴム要素が前記突起の摺動方向に多数並列しているゴム要素連続体として、それぞれの前記ゴム要素は弾性部と粘性部とを有するユニットを２つ連結して形成されていて、一方の前記ユニットはその変位方向を前記摺動方向に対して平行にして配置され、他方の前記ユニットはその変位方向を前記摺動方向に対して直交させて配置されていて、前記ユニットどうしが互いの変位方向を直交させて連結されている構造にして、前記２次元モデルを予め演算装置に記憶しておき、
前記動摩擦特性を把握する際には、前記２次元モデルのパラメータとして、前記加硫ゴムの粘弾性特性を示す粘弾性パラメータと、前記摩擦面の表面形状を示すプロファイルパラメータと、前記突起の摺動速度および前記突起の前記加硫ゴムに対する押込み量を特定する摩擦条件パラメータとを前記演算装置に入力し、
前記２次元モデルにて前突起が前記加硫ゴムに押し込まれた状態で前記表面に沿って摺動するシミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて前記動摩擦特性を把握する加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記ゴム要素が前記表面に対して直交する向きに押圧された際の前記直交する方向に対する前記ゴム要素の傾き具合を特定する材料定数を、前記加硫ゴムのポアソン比に基づいて設定し、前記動摩擦特性を把握する際には、前記材料定数を前記２次元モデルのパラメータとして前記演算装置に入力する請求項１に記載の加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法。
【請求項３】
それぞれの前記ユニットとして、前記弾性部と前記粘性部の１組が直列に連結されたマックスウエルモデルが複数並列され、かつ、その並列の一端に単独の前記弾性部が１つ並置されている構造の一般化マックスウエルモデルを使用する請求項１または２に記載の加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法に関し、より詳しくは、加硫ゴムの動摩擦特性を精度よくかつ簡便に把握できる加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
タイヤ、コンベヤベルトなどのゴム製品の評価指標の一つに摩擦性能がある。例えば、タイヤの摩擦性能はそのタイヤが装着された車両の燃費や運転性能に大きく影響する。
【０００３】
ゴム組成物の摩擦性能を評価する方法は種々提案されている（特許文献１参照）。特許文献１で提案されている方法では、有限要素法によるゴム組成物のモデルを使用して、モデルが突起を有する面の上を滑るときにモデルの突起の近傍に発生する引張歪み及び圧縮歪みが算出される。そして、算出された引張歪みと圧縮歪みを指標として対比して摩擦性能を評価するだけであるため、簡便ではあるがゴム組成物の動摩擦特性を精度よく把握するには改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１８６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加硫ゴムの動摩擦特性を精度よくかつ簡便に算出できる加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明の加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法は、加硫ゴムと前記加硫ゴムの表面を摺動する突起を有する摩擦面とを備えた２次元モデルを用いて、前記突起が前記加硫ゴムに押し込まれた状態で前記表面に沿って摺動する際の前記加硫ゴムの動摩擦特性を把握する加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法において、前記２次元モデルでは、前記加硫ゴムを、一端が前記表面に連結され他端が固定面に連結されたゴム要素が前記突起の摺動方向に多数並列しているゴム要素連続体として、それぞれの前記ゴム要素は弾性部と粘性部とを有するユニットを２つ連結して形成されていて、一方の前記ユニットはその変位方向を前記摺動方向に対して平行にして配置され、他方の前記ユニットはその変位方向を前記摺動方向に対して直交させて配置されていて、前記ユニットどうしが互いの変位方向を直交させて連結されている構造にして、前記２次元モデルを予め演算装置に記憶しておき、前記動摩擦特性を把握する際には、前記２次元モデルのパラメータとして、前記加硫ゴムの粘弾性特性を示す粘弾性パラメータと、前記摩擦面の表面形状を示すプロファイルパラメータと、前記突起の摺動速度および前記突起の前記加硫ゴムに対する押込み量を特定する摩擦条件パラメータとを前記演算装置に入力し、前記２次元モデルにて前突起が前記加硫ゴムに押し込まれた状態で前記表面に沿って摺動するシミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて前記動摩擦特性を把握することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記２次元モデルとして、前記ユニットどうしが互いの変位方向を直交させて連結されている構造を採用することで、前記突起が前記表面を摺動する際の前記加硫ゴムの変形状態をより現実に近似させることができる。そして、前記動摩擦特性を把握する際には、前記２次元モデルのパラメータとして、前記粘弾性パラメータと、前記プロファイルパラメータと、前記摩擦条件パラメータとを前記演算装置に入力することで、所望仕様の前記加硫ゴムの前記表面を所望仕様の前記突起が所望の摩擦条件で摺動する際の状態をより現実に即して再現できる。それ故、前記２次元モデルにて前記突起が前記加硫ゴムに押し込まれた状態で前記表面に沿って摺動するシミュレーションの結果を用いることで、前記加硫ゴムの前記摩擦面に対する動摩擦特性を精度よくかつ簡便に算出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明で使用される２次元モデルを例示する説明図である。
図１の加硫ゴムのモデル構造を例示する説明図である。
図１の加硫ゴムに突起が押し込まれて摺動している２次元モデルを例示する説明図である。
シミュレータを例示する説明図である。
加硫ゴムの動摩擦特性を把握する手順を例示するフロー図である。
加硫ゴムの貯蔵弾性率と損失弾性率とを例示するグラフ図である。
図６の加硫ゴムの損失正接を例示するグラフ図である。
摩擦面の表面形状のプロファイルデータを例示するグラフ図である。
動摩擦係数の実測値と推定値（実施例、参考例）とを例示するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の加硫ゴムの動摩擦特性の把握方法を、図に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１、図２に例示する２次元モデル１０は、加硫ゴム１１と加硫ゴム１１の表面１１ａを摺動する突起１８を有する摩擦面１７とを備えている。本発明では、この２次元モデル１０を用いて、図３に例示するように突起１８が加硫ゴム１１に押し込まれた状態で表面１１ａに沿って摺動するシミュレーションを行い、シミュレーション結果に基づいて加硫ゴム１１の摩擦面１７に対する動摩擦特性を把握する。図中のＸ方向は、表面１１ａに対して突起１８が相対的に移動する摺動方向である。Ｘ方向に直交するＺ方向は、加硫ゴム１１や突起１８の厚さ方向（高さ方向）になる。尚、この実施形態では、加硫ゴム１１を固定して突起１８（摩擦面１７）を移動させているが、突起１８（摩擦面１７）を固定して加硫ゴム１１を移動させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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