JP2002195925A - 耐久性の試験方法及び耐久摩擦試験機 - Google Patents

耐久性の試験方法及び耐久摩擦試験機

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JP2002195925A JP2000394418A JP2000394418A JP2002195925A JP 2002195925 A JP2002195925 A JP 2002195925A JP 2000394418 A JP2000394418 A JP 2000394418A JP 2000394418 A JP2000394418 A JP 2000394418A JP 2002195925 A JP2002195925 A JP 2002195925A
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一郎 山口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 評価すべき材料と摺動部材との間の摩擦力を
一定に保ちながら耐久試験を行うことのできる耐久性の
試験方法と、それに用いられる耐久摩擦試験機を提供す
る。 【解決手段】 評価すべき材料の試験片2が固定された
試料台3を、両ロッドシリンダ11により水平方向に往
復運動させるとともに、上記両ロッドシリンダ11に作
用する摺動圧力を検出する圧力センサ14で検出された
圧力に基づき、加圧用比例弁21の開度状態を調整し
て、加圧シリンダ5により摺動部材4に加えられる押圧
を制御し、摺動部材に作用する摺動抵抗が常に一定の状
態で耐久試験を行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、フロア床
材や接着フィルム等の耐久性を評価する方法と、これに
用いられる耐久摩擦試験機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、フロア床材やユニットバス床材な
どの表面耐久性や接着フィルムの耐久性を評価する方法
としては、一般に、評価すべき材料の試験片を作製し、
上記試験片表面に所定の荷重が加えられた摺動部材を接
触させながら、上記試験片または上記摺動部材のどちら
か一方を、一定の推力で所定の距離だけ往復させること
により、上記摺動部材を上記試験片上に相対的に摺動さ
せて、上記表面の傷の状態や摩耗の度合いなどを調べる
方法が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の耐久
試験に用いられる耐久摩擦試験機は、摺動部材と試験片
との間の摩擦力を、上記摺動部材に加えられる荷重によ
り決定し、試験中は、一定の推力で、上記摺動部材を移
動させる構成となっているため、試験片表面と摺動部材
間の摩擦状態の変化によって摺動抵抗が変化しても、そ
れに対応することができなかった。すなわち、上記従来
の耐久摩擦試験機では、一定の摩擦力を保ちながら耐久
試験を行うことができないため、上記材料の耐久性を正
確に評価することができないといった問題点があった。
【0004】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
もので、評価すべき材料と摺動部材との間の摩擦力を一
定に保ちながら耐久試験を行うことのできる耐久性の試
験方法と、それに用いられる耐久摩擦試験機を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の耐久性の試験方法は、試験すべき基材上で摺動部材を
摺動させ、上記基材の耐久性を評価する耐久性の試験方
法において、上記摺動部材に加える押圧を制御し、上記
摺動部材に作用する摺動抵抗が一定になるようにして上
記摺動部材を摺動させるようにしたことを特徴とする。
【0006】また、請求項2に記載の耐久摩擦試験機
は、試験すべき基材表面に摺動部材を接触させるととも
に、上記摺動部材に所定の押付け圧を加えながら上記基
材上を摺動させ、上記基材の耐久性を評価する耐久摩擦
試験機において、上記摺動部材に作用する摺動抵抗を測
定する手段と、上記測定された摺動抵抗に基づいて、上
記摺動部材に加える押圧を制御して、上記摺動抵抗を所
定の値に保持する加圧力制御手段とを備え、評価すべき
材料表面と摺動部材との間の摩擦力を一定に保ちながら
耐久試験を行うことができるように構成したものであ
る。
【0007】請求項3に記載の耐久摩擦試験機は、上記
摺動部材を空気圧シリンダあるいは油圧シリンダに連結
し、空気圧あるいは油圧により、上記摺動部材を加圧す
るようにしたものである。
【0008】請求項4に記載の耐久摩擦試験機は、上記
基材あるいは摺動部材のいずれか一方を、空気圧あるい
は油圧により、上記加圧方向とは直角な方向に移動させ
るとともに、上記摺動抵抗測定手段を、上記空気圧ある
いは油圧に作用する圧力を検出する圧力検出手段により
構成したものである。
【0009】請求項5に記載の耐久摩擦試験機は、上記
基材表面に液滴を滴下する液滴装置を備え、ウエット状
態での耐久摩擦試験も行えるようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。図1は、本実施の形態に係
わる耐久摩擦試験機の構成を示す模式図で、この耐久摩
擦試験機は、基台1上で、上面に評価すべき材料の試験
片2が固定された試料台3を、一定の推力で水平方向に
往復運動させる試料台駆動装置10と、上記試験片2の
表面に接触しながら、上記試験片2上を相対的に摺動す
る、ゴムから成るロール状の摺動部材4と、上記摺動部
材4に連結され、上記摺動部材4に押圧を加えるため加
圧手段である加圧シリンダ5と、上記加圧シリンダ5に
供給される空気圧を制御する押圧制御装置20とから構
成され、試験片2と摺動部材4との摩擦力の変化に応じ
て上記押圧の大きさを調整することにより、試料片2と
摺動部材4との間の摩擦力を一定に保ちながら、上記試
料台13を往復させて、上記試料片2の耐久試験を行う
ものである。
【0011】試料台駆動装置10は、上記試料台3の端
部に、一方のロッド11aが連結された両ロッドシリン
ダ11と、図示しないコンプレッサから圧送され、上記
両ロッドシリンダ11を駆動する空気の圧力を調整する
駆動用比例弁12と、上記空気の流路を切換えて、上記
両ロッドシリンダ11の移動方向を切換える電磁弁13
と、上記両ロッドシリンダ11に作用する摺動圧力を検
出する圧力センサ14とを備え、上記試料台3を往復運
動させるもので、上記圧力センサ14は、電磁弁13と
両ロッドシリンダ11との間の流路に設けられたシャト
ル弁15に作用する、上記試験片2と摺動部材4間の摺
動抵抗に依存す摺動圧力を検出する。押圧制御装置20
は、上記コンプレッサから圧送され、上記加圧シリンダ
5を駆動する空気の圧力を調整する加圧用比例弁21
と、上記圧力センサ14で検出された空気圧に基づい
て、上記加圧用比例弁21の開度状態を制御して、摺動
部材4に加える押圧の大きさを制御する圧力制御手段2
2と、加圧用比例弁21と加圧シリンダ5との間の流路
に設けられた、上記加圧シリンダ5を駆動する空気圧を
検知するモニタ用の圧力センサとを備え、試験片2と摺
動部材4との摩擦力の変化に応じて、上記加圧シリンダ
5を駆動する空気圧を調整し、試料片2と摺動部材4と
の間の摩擦力が一定になるように制御する。
【0012】ここで、圧力制御手段22による押圧制御
について説明する。上記構成の耐久摩擦試験機におい
て、試験片2と摺動部材4との間の摩擦状態(摩擦係数
μ)が一定であるならば、摺動部材4に作用する摺動抵
抗Rは、図2(a)の破線で示す摺動圧力曲線に示すよ
うに、摺動部材4に加えられる押圧(加圧力)の増加に
伴って増加する。通常は、初期設定における加圧力P1
を一定にして試料台3を往復運動させる。しかしなが
ら、上記摺動により、例えば、試験片2表面と摺動部材
4間の摩擦力が大きくなり、摺動抵抗の値が初期値R1
からR2に増加したとすると、この摺動抵抗値Rは、上
記破線で示す摺動圧力曲線上にはなく、図2(a)の実
線で示す、別の摩擦状態(摩擦係数がμ’)の摺動圧力
曲線上にある。したがって、上記摺動抵抗値がR2を、
元の値R1に戻すためには、上記摩擦係数がμ’である
摺動圧力曲線の摺動抵抗値がR1になるように加圧力を
2まで下げてやる必要がある。そこで、発明者は、予
め、図2(b)に示すような、摺動抵抗値を上記初期値
1に戻すための圧力制御曲線を作成し、例えば、摩擦
状態が変化して摺動抵抗の値が初期値R1からR2に増加
した場合には、圧力制御手段22により、加圧力P
1を、上記曲線上のR2に対応する加圧力P2になるよう
に、上記加圧用比例弁21の開度状態を制御するように
した。
【0013】次に、上記構成の耐久摩擦試験機を用い
て、フロア床材の耐久性を試験する方法について説明す
る。まず、フロア床材から所定の大きさの試験片2を切
り出して、基台1上にセットされた試料台3の上面に固
定した後、圧力制御手段22により、加圧用比例弁21
を徐々に開いて加圧シリンダ5を駆動し、摺動部材4を
上記試験片2の表面に接触させるとともに、摺動部材4
に加える押圧の大きさを、所定の初期加圧力P1に設定
する。このとき、モニタ用の圧力センサ23には、上記
初期加圧力P1が表示される。次に、駆動用比例弁12
を開き、両ロッドシリンダ11を駆動し、試料台3を例
えば、右方向に所定の距離だけ移動させ、その後、電磁
弁13を動作させて、空気の流路を切換え、両ロッドシ
リンダ11を逆方向に移動させる。なお、本例では、従
来と同様に、試料台駆動装置10により、上記駆動用比
例弁12の開度を一定に保持し試料台3を所往復運動さ
せる。本発明では、圧力センサ14により、上記試験片
2と摺動部材4間の摺動抵抗に依存する両ロッドシリン
ダ11に作用する試料台3からの反力、すなわち、上記
両ロッドシリンダ11と電磁弁13間の流路の空気圧を
検出して、この値を押圧制御装置20の圧力制御手段2
2に送る。圧力制御手段22では、上記圧力から試験片
2と摺動部材4との間の摺動抵抗を推定して、この摺動
抵抗が一定になるように、加圧用比例弁21の開度状態
を制御して、摺動部材4に加える押圧の大きさを制御す
る。これにより、試料片2と摺動部材4との間の摩擦力
を一定に保ちながら、耐久試験を行うことができる。試
料台3を所定時間あるいは所定回数だけ往復運動させた
後には、駆動用比例弁12を閉じて試料台3の移動を停
止させるとともに、加圧用比例弁21を徐々に閉じて、
摺動部材4を試験片2の上方に移動させて、上記試験片
2を取り出して、表面の傷や表面粗さなど観察あるいは
測定し、フロア床材の耐久性を評価する。
【0014】このように、本実施の形態によれば、評価
すべき材料の試験片2が固定された試料台3を、両ロッ
ドシリンダ11により水平方向に往復運動させるととも
に、上記両ロッドシリンダ11に作用する試料台3から
の反力を検出する圧力センサ14で検出された空気圧に
基づき、加圧用比例弁21の開度状態を調整して、試験
片2と摺動部材4との摺動抵抗が、例えばR1からR2
変化した場合には、上記加圧シリンダ5を駆動する空気
圧を上記P1からP2に変化させて、摺動部材に作用する
摺動抵抗が常に初期値であるR1になるような制御を行
うようにしたので、試料片2と摺動部材4との間の摩擦
力を一定の状態で耐久試験を行うことができる。したが
って、試験中に試験片2表面と摺動部材4間の摩擦状態
が変化した場合でも、一定の摩擦力を保ちながら耐久試
験を行うことができるので、材料の耐久性を正確に評価
することができる。
【0015】なお、上記実施の形態では、フロア床材の
耐久試験について説明したが、本発明の対象となる試験
材料はこれに限るものではなく、ユニットバスの床材あ
るいは接着フィルムなどのの耐久性の評価にも適応可能
である。また、摺動部材4の材質や形状も、上記例に限
るものではなく、スポンジや布など、評価すべき材料の
種類や表面状態等によりにより適宜選択されるものであ
ることはいうまでもない。また、本例では、試料台2の
駆動や摺動部材4への加圧に空気圧を用いたが、油圧を
用いた油圧シリンダを備えた装置などのように、他の駆
動装置・加圧装置を用いてもよい。また、上記例では、
乾燥した試料の表面の耐久性を評価したが、上記耐久摩
擦試験機に、試料表面に液滴を滴下する液滴装置を設け
るようにすれば、ウエット状態での耐久摩擦試験も行う
ことが可能となる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
摺動部材に作用する摺動抵抗を測定する手段と、上記測
定された摺動抵抗に基づいて、上記摺動部材に加える押
圧を制御して、上記摺動抵抗を所定の値に保持する加圧
力制御手段とを備えた耐久摩擦試験機を用いることによ
り、評価すべき材料表面と摺動部材との間の摩擦力を一
定に保ちながら耐久試験を行うことができるので、材料
の耐久性を正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係わる耐久摩擦試験機の構成
を示す図である。
【図2】 摺動抵抗と加圧力の関係と、圧力制御曲線を
示す図である。
【符号の説明】
1 基台、2 試験片、3 試料台、4 摺動部材、5
加圧シリンダ、10 試料台駆動装置、11 両ロッ
ドシリンダ、12 駆動用比例弁、13 電磁弁、14
圧力センサ、20 押圧制御装置、21 加圧用比例
弁、22 圧力制御手段、23 モニタ用の圧力セン
サ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験すべき基材上で摺動部材を摺動さ
    せ、上記基材の耐久性を評価する耐久性の試験方法にお
    いて、上記摺動部材に加える押圧を制御し、上記摺動部
    材に作用する摺動抵抗が一定になるようにして上記摺動
    部材を摺動させるようにしたことを特徴とする耐久性の
    試験方法。
  2. 【請求項2】 試験すべき基材表面に摺動部材を接触さ
    せるとともに、上記摺動部材に所定の押付け圧を加えな
    がら上記基材上を摺動させ、上記基材の耐久性を評価す
    る耐久摩擦試験機において、上記摺動部材に作用する摺
    動抵抗を測定する手段と、上記測定された摺動抵抗に基
    づいて、上記摺動部材に加える押圧を制御して、上記摺
    動抵抗を所定の値に保持する加圧力制御手段とを備えた
    ことを特徴とする耐久摩擦試験機。
  3. 【請求項3】 上記摺動部材を空気圧シリンダあるいは
    油圧シリンダに連結し、空気圧あるいは油圧により、上
    記摺動部材を加圧するようにしたことを特徴とする請求
    項2に記載の耐久摩擦試験機。
  4. 【請求項4】 上記基材あるいは摺動部材のいずれか一
    方を、空気圧あるいは油圧により、上記加圧方向とは直
    角な方向に移動させるとともに、上記摺動抵抗測定手段
    を、上記空気圧あるいは油圧に作用する圧力を検出する
    圧力検出手段により構成したことを特徴とする請求項2
    または請求項3に記載の耐久摩擦試験機。
  5. 【請求項5】 上記基材表面に液滴を滴下する液滴装置
    を備えたことを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれ
    かに記載の耐久摩擦試験機。
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