JP2000180331A - 摩耗試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 攪拌による摩耗試験に供される試験片に対し
て公転と自転との関係を任意に設定することができ、種
々の試験環境に適応可能な簡易な構成の摩耗試験機を提
供する。 【解決手段】 公転用モータ２４により回転駆動される
主軸２２に取り付けられた第１の回転体２１と、主軸を
囲繞して同軸に設けられ、自転用モータ３４により回転
駆動される第２の回転体３１と、第２の回転体の周囲に
沿って第１の回転体にそれぞれ回転自在に支持され、第
２の回転体にギヤ機構を介してそれぞれ連結されて回転
駆動される複数の第３の回転体４１と、第３の回転体に
装着される試験片Ｓの摩耗試験に供する研磨材Ｇを収容
してなり、該研磨材中に前記各試験片を埋没させる研磨
材容器５１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐土砂摩耗部材か
らなる試験片の摩耗特性を試験するに好適な攪拌式の摩
耗試験機に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】土木建設機器類に用いられる鉄鋼
材料等には、土砂に対する耐摩耗性や耐食性が要求され
る。これ故、鉄鋼材料等の表面に溶射法等の技術を用い
て耐土砂摩耗部材を皮膜形成すること等が種々試みられ
ている。ところで耐土砂摩耗部材の摩耗特性を評価する
ための摩耗試験機として、例えば図４に示す如く構成さ
れた攪拌式のものがある。この種の攪拌式の摩耗試験機
は、概略的には電動モータ１により回転駆動される主軸
２の上端に装着した回転板３に、その周方向に沿って複
数の副軸４をそれぞれ回転自在に設け、各副軸４に取り
付けた遊星ギヤ５を前記主軸２の周囲に設けた固定ギヤ
６にそれぞれ噛合させた構造を有する。そして前記各副
軸４の下端部にそれぞれチャック７を介して装着した試
験片Ｓを、研磨材容器８に収容された研磨材９中に埋没
させ、各試験片Ｓを前記主軸２の周りを公転させながら
前記各副軸４を軸として自転させることで研磨材９によ
り前記試験片Ｓに摩耗を与える如く構成される。

【０００３】即ち、上記摩耗試験機の図４における矢視
Ｖ-Ｖの断面構造を図５に示すように、主軸２を回転さ
せることで該主軸２に回転板３を介して取り付けられた
複数の副軸４を公転させ、このとき各副軸４の装着され
た遊星ギヤ５と固定ギヤ６との噛合により副軸４に自転
を与える如く構成される。尚、図５においては上記遊星
ギヤ５と固定ギヤ６との噛合関係を、ピッチ円とその噛
合位置を示す●印にて模式的に示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した如く
構成された攪拌式の摩耗試験機においては、複数の試験
片Ｓに対して公転と自転とを効果的に複合させて与える
ことができるが、遊星ギヤ５および固定ギヤ６の各歯数
によって上記公転と自転との関係が一義的に規定され
る。しかしながら各種の土砂（土壌）環境を考慮して研
磨材９の状態を変えた場合、上記の如く一義的に規定さ
れる公転と自転との関係において、必ずしも最適な摩耗
条件を設定し得るとは言い難い。換言すれば種々の試験
環境に応じて最適な試験条件を得るべく、上記公転回転
数と自転回転数とを任意に変えたいことが多々ある。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、攪拌による摩耗試験に供される
試験片に対して公転と自転との関係を任意に設定するこ
とができ、種々の試験環境に適応可能な簡易な構成の摩
耗試験機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る攪拌式の摩耗試験機は、公転用モータ
により回転駆動される主軸に取り付けられて該主軸と一
体に回転して試験片に対して公転を与えるための第１の
回転体と、前記主軸を囲繞して該主軸と同軸に設けら
れ、自転用モータにより回転駆動されて前記試験片に対
して自転を与えるための第２の回転体と、この第２の回
転体の周囲に沿って前記第１の回転体にそれぞれ回転自
在に支持され、前記第２の回転体に、例えばギヤ機構を
介してそれぞれ連結されて該第２の回転体により回転駆
動される複数の第３の回転体と、これらの第３の回転体
の下端部にそれぞれ装着される前記試験片の摩耗試験に
供する研磨材を収容してなり、該研磨材中に前記各試験
片を埋没させる研磨材容器とを備えたことを特徴として
いる。

【０００７】本発明の好ましい態様は、請求項２に記載
するように前記複数の第３の回転体を、前記第２の回転
体の周面に形成された大径ギヤに噛合する小径ギヤをそ
の上端部に備えると共に、その下端部に試験片を装着す
るためのチャックをそれぞれ備えたものとし、これらの
複数の第３の回転体を前記第２の回転体の周囲に等角度
間隔に設けて実現される。

【０００８】また請求項３に示すように前記チャック
を、前記第３の回転体の下端部に偏心可能に取り付け、
必要に応じて試験片を偏心回転させ得るようにしたこと
を特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る攪拌式の摩耗試験機について説明する。
図１は摩耗試験機の概略構成を示す図で、１０は摩耗試
験機の本体部を収容してなる箱状の筐体である。筐体１
０の天板１１には、その下面中央に位置して円筒状の軸
受体１２が取り付けられている。この軸受体１２は、下
端部に大径の第１の回転体２１を装着し、該第１の回転
体２１と一体に回転する主軸２２をその内部に回転自在
に軸支すると共に、その周面に第２の回転体３１を回転
自在に軸支したものである。

【００１０】しかして上記主軸２２の上端にはスプロケ
ットギヤ２３が装着されており、該スプロケットギヤ２
３は、前記天板１１に組み付けられた公転用モータ２４
に減速機構２５を介して取り付けられたスプロケットギ
ヤ２６にローラチェーン２７を介して連結されている。
そして主軸２２は、上記ローラチェーン２７を介して前
記公転用モータ２４により回転駆動され、前記第１の回
転体２１を回転させる役割を担っている。これに対して
前記第２の回転体３１は、その上端部の周面にスプロケ
ットギヤ３２を備えると共に、下端部の周面に大径ギヤ
３３を備えている。そして前記スプロケットギヤ３２
を、前記天板１１に取り付けられた自転用モータ３４に
減速機構３５を介して取り付けられたスプロケットギヤ
３６にローラチェーン３７を介して連結することで、前
記自転用モータ３４により回転駆動されるようになって
いる。

【００１１】一方、前記第１の回転体２１には、前記第
２の回転体３１の周囲に沿って複数（例えば６〜８個）
の第３の回転体４１がその軸方向を揃えて等角度間隔に
位置付けられ、それぞれ回転自在に設けられている。こ
れらの第３の回転体４１は、その上端に装着した小径ギ
ヤ４２を前記第２の回転体３１の大径ギヤ３３にそれぞ
れ噛合させたもので、第２の回転体３１の回転により回
転駆動される。つまり複数の第３の回転体４１は、前記
自転用モータ３４により第２の回転体３１を介して一括
して回転駆動されるように設けられている。

【００１２】ちなみに上記各第３の回転体４１は、その
下端部にチャック４３を介して摩耗試験に供される試験
片Ｓをそれぞれ装着するもので、前記第１の回転体２１
の回転により各試験片Ｓを前記主軸２２に周りに公転さ
せながら、第２の回転体３１により回転駆動させること
で上記各試験片Ｓを自転させる役割を担う。しかして上
述した如く第３の回転体４１の下端部にチャック４３を
介してそれぞれ装着された試験片Ｓの下方位置には、試
験片Ｓの摩耗試験に供する研磨材Ｇを収容する有底円筒
状の研磨材容器５１が設けられている。この研磨材容器
５１は、筐体１０の底板１３上に設置されたシリンダ機
構５２を介して上下動自在に支持され、上昇位置にて研
磨材Ｇ中に前記各試験片Ｓを埋没させる役割を担う。
尚、研磨材容器５１の底部に設けた凹部５３は、その下
端部を開閉自在に構成されており、該研磨材容器５１内
に収納した研磨材Ｇの排出口をなす。

【００１３】試験片Ｓの摩耗試験は、第３の回転体４１
の下端にチャック４３を介して試験片Ｓを装着した後、
研磨材容器５１を上昇させて上記各試験片Ｓを研磨材Ｇ
中に埋没させ、この状態で前述した公転用モータ２４お
よび自転用モータ３４をそれぞれ作動させることにより
実行される。そして第１の回転体板２１を回転させなが
ら第２の回転体３１を回転させることで、前記第３の回
転体４１、ひいては該第３の回転体４１に装着された試
験片Ｓを公転させながら自転させ、研磨材Ｇにより摩耗
を与えることにより実行される。

【００１４】ちなみに研磨材Ｇとしては、例えばバレル
研磨材として市販されている平均粒径約５ｍｍの塊状ア
ルミナ［平均硬度Ｈv＝２０１６（５０ｇ）］に水道水
を加えて湿式状態としたものが用いられる。また前記試
験片Ｓの公転数および自転数は、例えば１〜１００ｒｐ
ｍの範囲で設定される。このような公転数および自転の
調整は、公転用モータ２４および自転用モータ３４の各
回転数（回転速度）を直接的に制御しても良いが、前述
した減速機構２５,３５をそれぞれ介して調整するよう
にしても良い。

【００１５】ここで前記研磨材容器５１について今少し
詳しく説明すると、該研磨材容器５１は研磨材Ｇに対す
る耐食性を有する材質からなり、例えば図２に示すよう
に中心部を中空とした同軸２重円筒形状をなす。そして
その外壁部５５と内壁部５６との間に形成される円環状
の研磨材収容空間の内面をゴム膜５７にて被覆した、所
謂ゴム張りにした構造をなす。そして上記円環状の研磨
材収容空間の幅方向における略中心に前記試験片Ｓが位
置付けられ、図中Ａに示すような軌跡を描いて公転する
ような大きさのものとして前記研磨材容器５１が実現さ
れる。

【００１６】かくしてこのような構造の研磨材容器５１
によれば、試験片Ｓの周囲にのみ研磨材Ｇを効果的に寄
せ集めることができ、前記内壁部５６の内側空間部にま
で研磨材Ｇを余分に充填する必要がないので、摩耗試験
に用いる研磨材Ｇの量を少なく抑えることができる。し
かも試験片Ｓは研磨材容器５１における円環状の研磨材
収容空間の略中央部で自転しながら該研磨材収納空間に
沿って公転するので、研磨材Ｇが研磨材収容空間内にお
いて極端に偏るに虞がない。従って試験片Ｓの周面に研
磨材Ｇを略均一に接触させることが可能となり、該試験
片Ｓの摩耗試験を安定に実行することが可能となる。

【００１７】一方、前記第３の回転体４１の下端部に試
験片Ｓを装着するためのチャック４３は、例えば図３に
示すように構成されている。即ち、第３の回転体４１の
軸部下端に装着されたフランジ状の第１のアタッチメン
ト４４には、第２のアタッチメント４５がボルト４６に
よりねじ止めされて装着されるようになっている。第２
のアタッチメント４５は、その軸部４５ａの先端にタッ
プ溝４７を備えたもので、パイプ状に形成された試験片
Ｓを挿通する取り付けボルト４８を前記タップ溝４７に
ねじ込むことで、上記試験片Ｓをその先端に装着するチ
ャッキング構造をなす。

【００１８】しかして前記第２のアタッチメント４５の
第１のアタッチメント４４に対する取り付けは、図３
(ｂ)に示すように第１のアタッチメント４４に対して同
軸に、或いは図３(ｃ)に示すように所定のオフセット量
Δだけ偏心させて行い得るようになっている。このよう
な第２のアタッチメント４５の同軸または偏心させた取
り付けは、例えば第１のアタッチメント４４側に前記ボ
ルト４６が選択的に螺合されるねじ穴４９を複数個設け
ておくことによって達せられる。

【００１９】かくしてこのように第２のアタッチメント
４５（試験片Ｓ）を偏心可能に取り付けうる構造のチャ
ック４３によれば、試験片Ｓを第３の回転体４１の取り
付け位置にて該第３の回転体４１と同軸に自転させるこ
とのみならず、該試験片Ｓを偏心させた状態で、つまり
振れを与えながら自転させることが可能となる。このよ
うにして試験片Ｓを偏心させた状態で自転させることに
より、実際の土砂環境に則した試験環境を形成し、試験
片Ｓの摩耗試験を効果的に実施することが可能となる。

【００２０】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば第１の回転体２１に取り付ける
第３の回転体４１の数は、試験機に対する仕様に応じて
定めるようにすれば良い。またここではシリンダ機構５
２を用いて研磨材容器５１を上下動するように構成した
が、上下方向に設けた送りねじ機構をハンドルを介して
手動操作して研磨材容器５１を上下動するように構成す
ることも可能である。更には１つのモータの回転力を２
系統に分岐し、各系統毎にその回転数をそれぞれ独立に
変速制御する変速機を組み込んで前記第１の回転体２１
および第２の回転体３１に回転力を与えるように構成す
ることで、等価的に公転用モータおよび自転用モータを
実現することもできる。その他、本発明はその要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、公
転用モータにより回転駆動される主軸に取り付けられて
該主軸と一体に回転する第１の回転体と、前記主軸を囲
繞して該主軸と同軸に設けられ、自転用モータにより回
転駆動される第２の回転体とを備え、試験片が装着され
る第３の回転体を、上記第２の回転体の周囲に沿って前
記第１の回転体にそれぞれ回転自在に支持され、且つ前
記第２の回転体にそれぞれ連結されて回転駆動されるよ
うに設けたので、第３の回転体に装着された試験片の公
転と自転とをそれぞれ独立に制御することができる。こ
の結果、種々の試験環境に応じた摩耗試験が可能とな
り、試験片の耐摩耗性および耐食性の多様な評価が可能
となる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００２２】また自転ようモータにより回転駆動される
第２の回転体の周囲に形成した大径ギヤに第３の回転体
に取り付けた小径ギヤを噛合させるので、第３の回転体
を簡易にして効果的に自転させることができ、また第３
の回転体に対して試験片を偏心可能に装着するので、試
験条件を異ならせた多様な摩耗試験が可能となる等の実
用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る攪拌式の摩耗試験機
の概略構成を示す図。

【図２】摩耗試験機に組み込まれる研磨材容器の構成例
を示す図。

【図３】第３の回転体に装着される試験片のチャッキン
グ構造を示す図。

【図４】従来の摩耗試験機の概略的な構造を示す図。

【図５】図４に示す摩耗試験機における試験片の公転と
自転作用を模式的に示す図。

【符号の説明】

Ｓ 試験片 Ｇ 研磨材 １０ 筐体 ２１ 第１の回転体 ２２ 主軸 ２４ 公転用モータ ２５ 減速機構 ３１ 第２の回転体 ３３ 大径ギヤ ３４ 自転用モータ ３５ 減速機構 ４１ 第３の回転体 ４２ 小径ギヤ ４３ チャック ５１ 研磨材容器 ５２ シリンダ機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五日市 剛 愛知県西春日井郡西枇杷島町地領二丁目１ 番地の１ 株式会社フジミインコーポレー テッド内 (72)発明者 福本 昌宏 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘１−１ 豊橋 技術科学大学生産システム工学系内 (72)発明者 河合 幸博 東京都港区西新橋２丁目３番３号 ジェイ ティトーシ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 公転用モータにより回転駆動される主軸
   に取り付けられて該主軸と一体に回転する第１の回転体
   と、 前記主軸を囲繞して該主軸と同軸に設けられ、自転用モ
   ータにより回転駆動される第２の回転体と、 この第２の回転体の周囲に沿って前記第１の回転体にそ
   れぞれ回転自在に支持され、前記第２の回転体にそれぞ
   れ連結されて回転駆動される複数の第３の回転体と、 これらの第３の回転体の下端部にそれぞれ装着される試
   験片の摩耗試験に供する研磨材を収容して該研磨材中に
   前記各試験片を埋没させる研磨材容器とを具備したこと
   を特徴とする摩耗試験機。
2. 【請求項２】 前記複数の第３の回転体は、前記第２の
   回転体の周面に形成された大径ギヤに噛合する小径ギヤ
   をその上端部に備えると共に、その下端部に試験片を装
   着するためのチャックをそれぞれ備え、前記第２の回転
   体の周囲に等角度間隔に設けられることを特徴とする請
   求項１に記載の摩耗試験機。
3. 【請求項３】 前記チャックは、前記第３の回転体の下
   端部に偏心可能に取り付けられることを特徴とする請求
   項２に記載の摩耗試験機。