JP2003065864A - 摩擦力測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンリングとシリンダ間に発生する摩擦
力を精度よく、簡便に測定でき、しかも比較的高回転時
の摩擦力も測定でき、かつ、小型化できる摩擦力測定装
置を提供する。 【解決手段】 ピストンリング２５，２６，２７を装着
したピストン２４がシリンダ１内をクロススライダクラ
ンク機構により往復動するように構成する。シリンダ１
はクランクケース９にロードワッシャ７を介して支持
し、ピストン２４を往復動させた時にピストンリング２
５，２６，２７とシリンダ１間に発生する摩擦力がシリ
ンダ１を介してロードワッシャ７にかかるようにする。
ロードワッシャ７に予め所定荷重をかけるプリローディ
ングボルト１４を有する。シリンダを天板にロードセル
を介して吊持し、ピストンを往復動させた時にピストン
リングとシリンダ間に発生する摩擦力がシリンダを介し
てロードセルにかかるようにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンリングと
シリンダ間に発生する摩擦力を精度よく、簡便に測定で
きる摩擦力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両用エンジンにおいては低燃費
の要求がますます強くなってきており、低燃費を達成す
るための手段の１つとして、ピストンリングとシリンダ
間の摩擦力の低減が求められる。そのために、ピストン
リングとシリンダ間の摩擦力を精度よく測定することが
必要になる。この摩擦力を測定する装置として、一般的
なクランク機構を使用した摩擦力測定装置が知られてい
る。また、クロスヘッド形の機構を使用した測定装置も
考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なクランク機構の摩擦力測定装置では、ピストンスラッ
プにより、ピストンとシリンダ間に発生する摩擦力も含
んだ測定になることから、ピストンリングとシリンダ間
に発生する摩擦力を精度よく測定することは困難であっ
た。一方、クロスヘッド形の機構の測定装置はピストン
スラップを発生しないが、装置が大きくなること、高回
転には不向きなこと、ピストンやシリンダの脱着に時間
がかかることなどの問題点があり、実用的なものは得ら
れていない。

【０００４】本発明は上記点に鑑みてなされたものであ
り、その課題は、ピストンリングとシリンダ間に発生す
る摩擦力を精度よく、簡便に測定でき、しかも比較的高
回転時の摩擦力も測定でき、かつ、小型化できる摩擦力
測定装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、次の手段を採る。すなわち、本発明は、
ピストンリングを装着したピストンをシリンダ内で往復
動させ、前記ピストンリングとシリンダ間に発生する摩
擦力を測定する摩擦力測定装置において、前記ピストン
がクロススライダクランク機構によりシリンダ内を往復
動するように構成されていることを特徴とする。

【０００６】前記クロススライダクランク機構は、前記
ピストンに連結されているピストンロッドと、ピストン
ロッドに連結され、クランクケース内に往復動可能に支
持されているスライダフレームと、スライダフレームの
運動方向に対して直角方向に移動可能にスライダフレー
ムの窓孔に装着されているスライダと、スライダが回転
可能に装着されているクランクシャフトとを備えてい
る。

【０００７】本発明の摩擦力測定装置は、ピストンがシ
リンダ内をクロススライダクランク機構により往復動す
ることにより、ピストンスラップによるピストンとシリ
ンダとの直接接触がないので、ピストンとシリンダとの
摺動による摩擦力を生じない。このため、ピストンリン
グとシリンダ間に発生する摩擦力を精度よく測定するこ
とができる。従って、本発明の摩擦力測定装置は、低摩
擦材料、表面処理、表面性状の開発やピストンリングと
シリンダの低摩擦の組合せの選定等に有効な摩擦力測定
装置となる。

【０００８】ピストンスラップがない機構には大型船用
エンジンに用いられているクロスヘッド形があるが、ク
ロススライダクランク機構を使用した本発明の摩擦力測
定装置は小型で、比較的高回転も可能である。

【０００９】摩擦力を測定する機構としては、前記ピス
トンをシリンダ内で往復動させた時にピストンリングと
シリンダ間に発生する摩擦力がシリンダを介して力セン
サに作用し、この力センサで前記摩擦力を検出するよう
に構成される。

【００１０】この摩擦力を測定する機構においては、前
記シリンダがクランクケースに力センサを介して支持さ
れ、前記ピストンをシリンダ内で往復動させた時に前記
ピストンリングとシリンダ間に発生する摩擦力が前記シ
リンダを介して前記力センサにかかるように構成するの
が好ましい。この場合、前記力センサに予め所定荷重を
かけるプリロード手段を備えているのが好ましい。

【００１１】上記摩擦力測定機構は次のように構成する
のも好ましい。すなわち、前記シリンダが支持部材に力
センサを介して吊持されており、前記ピストンをシリン
ダ内で往復動させた時に前記ピストンリングとシリンダ
間に発生する摩擦力が前記シリンダを介して前記力セン
サにかかるように構成する。

【００１２】前記ピストンはピストンロッドにねじで直
接結合、あるいはボルト又はナットで結合されているの
が好ましい。このように構成することにより、ピストン
とピストンロッドとを容易に分解できるため、作業性の
向上を図れる。

【００１３】ピストンとピストンロッドの結合は、例え
ば次のようにして行われる。（１）ピストンロッドの端
面にねじ孔を形成し、ピストンに形成されているボルト
孔にボルトを通して締結する。（２）ピストンロッドの
端部の外周にねじを形成し、この端部にピストンのロッ
ド孔を挿通し、ナットで締結する。（３）ピストンロッ
ドの端部の外周にねじを形成し、ピストンにねじ孔を形
成し、ピストンとピストンロッドを直接結合する。

【００１４】前記ピストンをシリンダ内で往復動させた
時に生じるクランクケース内の圧力変動が前記シリンダ
の下面に影響するのを防止する手段が設けられているの
が好ましい。例えば、シリンダの内周側とクランクケー
ス側をＯリング手段によってシールし、クランクケース
内の圧力変動がシリンダの下面に及ばないようにする。

【００１５】摩擦力測定時、ピストンの往復動によるク
ランクケース内の圧力変動が若干発生する。しかし、上
記により、クランクケース内の圧力変動による力がシリ
ンダの下面にかからなくなり、クランクケース内圧変動
による影響を受けずに、より精度の高い測定が可能にな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図４を参照して説明する。

【００１７】シリンダ１は、ライナホルダ２の内周にシ
リンダライナ３を装着している。ライナホルダ２は肉厚
の円筒体で、上面の内周側に段差部を全周にわたって有
している。シリンダライナ３はライナホルダ２の内周に
嵌入されており、鍔部がライナホルダ２の上面の段差部
で支持され、ヘッドプレート４でライナホルダ２に固定
されている。ヘッドプレート４はライナホルダ２と略同
一の内外径を有している環状のプレートで、ボルト５で
ライナホルダ２の上面に固定されることにより、シリン
ダライナ３をライナホルダ２に固定する。図２におい
て、６はノックピンである。

【００１８】シリンダ１は、ライナホルダ２の軸方向の
中間部の外周に鍔部２ａを有しており、この鍔部２ａの
下に配置されたロードワッシャ７を介してアッパープレ
ート８に支持されている。アッパープレート８はクラン
クケース９の上面にボルト１０で固定されており、クラ
ンクケース９の上面開口部を閉塞している。

【００１９】ロードワッシャ７は、水晶圧電式の力セン
サであり、アッパープレート８の上面に円周方向に等間
隔をおいて３個配置されている。ロードワッシャ７には
中央部にスリーブ１１が嵌め込まれており、スリーブ１
１がライナホルダ２の鍔部２ａの下面とアッパープレー
ト８の上面とに形成されている円形凹部１２，１３に挿
入されることにより、ロードワッシャ７は各位置に位置
決めされている。

【００２０】１４はプリローディングボルトで、ロード
ワッシャ７に予め所定荷重をかけるために設けられてい
る。プリローディングボルト１４は例えばＪＩＳ Ｂ０
１０１の伸びボルトが使用される。プリローディングボ
ルト１４はライナホルダ２の鍔部２ａに形成されている
貫通孔１５とスリーブ１１を挿通し、アッパープレート
８に形成されているねじ孔１６に螺着されている。

【００２１】シリンダ１は、ライナホルダ２の下面にボ
ルト１７で固定された円環１８を有しており、シリンダ
１の下部は、アッパープレート８の上面に形成されてい
る円形凹部１９に挿入されている。シリンダ１の円環１
８の底面とアッパープレート８の円形凹部１９の底面と
の間は所定の隙間を有しており、また、シリンダ１の外
周面とアッパープレート８の円形凹部１９の内周面との
間も所定の隙間を有している。

【００２２】アッパープレート８の円形凹部１９の底面
はシリンダ１の内周より内側部分が僅かに突出した円形
の突底部２０を構成しており、その突底部２０の外周に
Ｏリング溝２１が形成されている。円環１８はシリンダ
ライナ３と同一の内径を有しており、シリンダライナ３
と同心に固定されている。上記Ｏリング溝２１にＯリン
グ２２が装着されて、アッパープレート８の突底部２０
の外周と円環１８の内周とがシールされている。２３
は、アッパープレート８に複数、形成されている貫通孔
で、シリンダ１内とクランクケース９内とが貫通孔２３
によって連通されている。

【００２３】後述するピストン２４の往復動により、ク
ランクケース９内の圧力変動が若干発生する。しかし、
本実施形態においては、上記Ｏリング２２のシールによ
り、シリンダ１の下面がクランクケース９の内圧変動に
よる影響を受けるのが防止される。また、本実施形態に
おいて、シリンダライナ３の下端はライナホルダ２の下
端より上方位置にあり、円環１８の上面との間に隙間が
あるが、円環１８はシリンダライナ３と同一の内径を有
し、同心に固定されているため、シリンダライナ３の下
面と円環１８の上面にかかる圧力が相殺されるので、シ
リンダ１がクランクケース９の内圧変動による影響を受
けるのが防止される。

【００２４】なお、本実施形態では、ライナホルダ２の
下面に円環１８を取り付けたが、これに限ることはな
く、シリンダ１とアッパープレート８との間でＯリング
によるシールを行えればよい。従って、例えば、ライナ
ホルダ２と円環１８とを一体に形成することもできる。
あるいは、シリンダライナ３を下方に延ばし、シリンダ
ライナ３の内周面がアッパープレート８の突底部２０の
Ｏリング溝２１に装着されているＯリング２２によりシ
ールされるようにすることもできる。

【００２５】シリンダ１内にはピストン２４が挿入され
ており、ピストン２４の外周面に形成されている３本の
リング溝にそれぞれトップリング２５、セカンドリング
２６、及びオイルリング２７が装着され、シリンダ１の
内周と摺動するようになっている。ピストン２４にはピ
ストンロッド２８が連結されており、ピストン２４はク
ロススライダクランク機構によってシリンダ１内を往復
動するように構成されている。

【００２６】ピストンロッド２８は中空ロッドで、先端
部は閉塞されて肉厚に形成されており、中央部にねじ孔
２９を軸方向に有している。ピストン２４は底面の中央
部に円形凹部３０を有しており、その円形凹部３０がピ
ストンロッド２８の先端部に挿入されて、ピストンロッ
ド２８の先端部に保持される。そして、ピストン２４の
中央部に形成されているボルト孔３１にボルト３２が挿
通され、ピストンロッド２８のねじ孔２９に螺着される
ことによって、ピストン２４がピストンロッド２８に固
定されている。ピストンロッド２８はシリンダ１内を延
びて、アッパープレート８に形成されている貫通孔３３
に装着されているブシュ３４を挿通し、下端に形成され
ている鍔部２８ａが後述するスライダフレーム４３の上
面にボルト３５で固定されている。

【００２７】クランクケース９内にはクランクシャフト
３６がピストン２４の運動方向（以下、上下方向とす
る。）に対して直角方向に配されて両端部をベアリング
３７，３８によって回転自在に支持されている。クラン
クシャフト３６は一端がクランクケース９から外側に突
出しており、図示外の駆動源によって回転駆動されるよ
うに構成されている。

【００２８】クランクシャフト３６はクランクケース９
内に一対のクランクアーム３９を有しており、一対のク
ランクアーム３９間のクランクピン４０にスライダ４１
が回転可能に取り付けられている。スライダ４１はクラ
ンクシャフト３６方向に見て略正方形形状のブロック体
で、上下に二分割されており、中央部に形成されている
ピン孔の内周にメタル４２が固定されて、クランクピン
４０に回転自在に組み付けられている。

【００２９】スライダ４１の周囲にはスライダフレーム
４３が配置されている。スライダフレーム４３はクラン
クシャフト３６方向に見て横長の長方形形状の枠体であ
り、横長の長方形の窓孔４４は高さがスライダ４１の高
さと略同じで、横幅はスライダ４１の横幅よりも長い寸
法を有している。このスライダフレーム４３の窓孔４４
にクランクピン４０に取り付けられているスライダ４１
が窓孔４４内をピストン２４の運動方向に対して直角方
向（以下、左右方向とする。）に摺動可能に装着されて
いる。

【００３０】スライダフレーム４３はクランクケース９
内を上下方向に往復動可能に一対のガイド棒４５，４６
によって支持されている。一対のガイド棒４５，４６は
クランクケース９内を上下方向に延びてクランクケース
９にボルト４７で固定されており、スライダフレーム４
３の長手方向における両端部に上下方向に形成されてい
るガイド棒挿通孔４８をそれぞれ挿通している。スライ
ダフレーム４３は一対のガイド棒挿通孔４８の各上下端
部にそれぞれブシュ４９，５０を装着して有しており、
各ガイド棒４５，４６がブシュ４９，５０を挿通してい
る。

【００３１】５１はクランク角度センサ、５２はクラン
クシャフト３６の端部に取り付けられている角度板であ
り、クランクシャフト３６と一緒に回転する角度板５２
の指示角度をクランク角度センサ５１が読み取ることに
より、クランク角度が検出される。

【００３２】上記クロススライダクランク機構には潤滑
油路が適宜形成されており、適切に潤滑されるように構
成されている。

【００３３】以下、上記摩擦力測定装置の作用を説明す
る。

【００３４】ピストン２４の上方はヘッドプレート４の
孔を通して大気に開放されている。また、ロードワッシ
ャ７には予め所定の荷重がプリローディングボルト１４
によってかけられている。この状態で、ピストン２４が
クロススライダクランク機構によりシリンダ１内を往復
動する。すなわち、クランクシャフト３６が図示外の駆
動源によって回転駆動されると、クランクピン４０に装
着されたスライダ４１がクランクシャフト３６の中心回
りに円軌道を描いて移動する。この際、スライダ４１は
スライダフレーム４３の窓孔４４内を摺動し、これに伴
ってスライダフレーム４３は上下方向（ピストン２４の
運動方向）に直線運動を行う。その結果、スライダフレ
ーム４３に連結固定されているピストンロッド２８を介
してピストン２４がシリンダ１内を往復運動する。この
ときにピストンリング２５，２６，２７とシリンダ１間
に発生する摩擦力がシリンダ１を介してロードワッシャ
７にかかるので、摩擦力を測定できる。

【００３５】そして、クランク角度センサ５１によりク
ランク角度が検出されるので、クランク角度と摩擦力と
の関係が分かるようになっている。

【００３６】なお、ピストン２４の往復動により、クラ
ンクケース９内の圧力変動が若干発生するが、Ｏリング
２２のシールにより、シリンダ１の下面にクランクケー
ス９の内圧による力がかからないため、クランクケース
９内の圧力変動が摩擦力に与える影響を防止できる。更
に、本実施形態においては、円環１８がシリンダライナ
３と同一の内径を有し、同心に固定されているため、シ
リンダライナ３の下面と円環１８の上面にかかる圧力が
相殺され、クランクケース９内の圧力変動が摩擦力に与
える影響を防止できる。

【００３７】そして、ピストン２４はクロススライダク
ランク機構により往復動されるので、ピストンスラップ
を生じない。そのため、ピストン２４とシリンダ１との
摺動がないので、ピストンリング２５，２６，２７とシ
リンダ１間に発生する摩擦力を精度よく測定できる。

【００３８】ピストンリング２５，２６，２７等を交換
する際は、ピストン２４がピストン２４の頂面側から挿
入されたボルト３２でピストンロッド２８に締結されて
いるので、ピストン２４の交換作業を容易に行える。

【００３９】次に、本発明の別の実施形態を図５〜図８
を参照して説明する。

【００４０】シリンダ１は、シリンダライナ３で構成さ
れ、上面にヘッドプレート４が固定されている。ヘッド
プレート４はシリンダライナ３の上端の鍔部と略同一の
外径を有している円形のプレートで、シリンダライナ３
の上面にボルト５で固定されている。ヘッドプレート４
には厚さ方向に貫通孔６０が円周方向に等間隔をおいて
複数個形成されており、これらの貫通孔６０によってシ
リンダ１内とシリンダ１外とが連通されている。

【００４１】ロードセル７は、ひずみゲージ式の力セン
サであり、ヘッドプレート４の上面に１個、同心に配置
固定されている。このロードセル７の上面は取付部材６
１によって天板６２に固定されている。天板６２は水平
に配置された支持部材で、左右に立設されている一対の
支柱６３の上端部に水平に架設されている。

【００４２】従って、シリンダ１は、支持部材である天
板６２にロードセル７を介して吊持されている。

【００４３】クランクケース９の上面にはアッパープレ
ート８がボルト１０で固定されており、シリンダ１の下
端部は、アッパープレート８の上面に形成されている円
形凹部１９に挿入されている。シリンダ１の底面とアッ
パープレート８の円形凹部１９の底面との間は所定の隙
間を有しており、また、シリンダ１の外周面とアッパー
プレート８の円形凹部１９の内周面、及び後述するベア
リング支持プレート６４の内周面との間も所定の隙間を
有している。２３は、アッパープレート８に複数、形成
されている貫通孔で、シリンダ１内とクランクケース９
内とが貫通孔２３によって連通されている。

【００４４】ベアリング支持プレート６４は環状のプレ
ートで、アッパープレート８の上面にボルト６５で固定
されており、シリンダ１の下部が挿通している。

【００４５】ベアリング６６は、円周方向に等間隔をお
いて４個設けられている。これらのベアリング６６は、
水平軸を有しており、シリンダ１の外周面に接触するよ
うにして、ベアリング支持プレート６４に固定支持され
たベアリング取付部材６７により所定高さ位置に保持さ
れている。シリンダ１はこれらの４個のベアリング６６
で外周が支持されることにより、シリンダ１の振れが防
止される。

【００４６】シリンダ１は、シリンダライナ３の上端鍔
部の外周面にボルト６８で固定された回り止め部材６９
を有している。回り止め部材６９は下方に延びており、
シリンダ１の鍔部よりも下方に回り止め部６９ａを有し
ている。シリンダ１の円周方向において、回り止め部材
６９の回り止め部６９ａの両側にベアリング７０が一対
配置されている。これらのベアリング７０は、水平軸を
有しており、回り止め部６９ａの側面に接触するように
して、ベアリング支持プレート６４に固定支持されたベ
アリング取付部材７１により所定高さ位置に保持されて
いる。これらの２個のベアリング７０が回り止め部材６
９を挟むことにより、シリンダ１の回転防止が図られ
る。

【００４７】シリンダ１内にはピストン２４が挿入され
ており、ピストン２４の外周面に形成されている３本の
リング溝にそれぞれトップリング２５、セカンドリング
２６、及びオイルリング２７が装着され、シリンダ１の
内周と摺動するようになっている。ピストン２４にはピ
ストンロッド２８が連結されており、ピストン２４はク
ロススライダクランク機構によってシリンダ１内を往復
動するように構成されている。

【００４８】ピストンロッド２８はロッド部材７２と、
ロッド部材７２が挿通している中空ロッド部材７３とで
構成されている。中空ロッド部材７３はシリンダ１内を
延びて、アッパープレート８に形成されている貫通孔３
３に装着されているブシュ３４を挿通し、下端部がスラ
イダフレーム４３に固定されている。スライダフレーム
４３は上面に上方に突出した円形の突出部７４を有して
おり、その突出部７４の外周に中空ロッド部材７３の下
端部が挿入している。中空ロッド部材７３内を挿通する
ロッド部材７２は、下端部の外周にねじ７５が形成され
ており、下端部がスライダフレーム４３の上面の突出部
７４に形成されているねじ孔７６に螺着されることによ
ってスライダフレーム４３に固定されている。ロッド部
材７２は、中空ロッド部材７３の上端を貫通して上方に
突出しており、その上端部の外周にねじ７７が形成され
ている。

【００４９】ピストン２４は底面の中央部に環状の突出
部７８を有しており、その突出部７８がピストンロッド
２８の中空ロッド部材７３の上端部に挿入されて、ピス
トンロッド２８の先端部に保持される。そして、ピスト
ン２４の中央部に形成されているロッド孔７９をピスト
ンロッド２８のロッド部材７２が挿通してピストン２４
の上面から突出しており、その上端部の外周のねじ７７
にナット８０が締結されることによって、ピストン２４
がピストンロッド２８に固定されている。ピストン２４
の上方のヘッドプレート４は下面の中央部にピストンロ
ッド２８の先端部とナット８０が挿入可能な円形凹部４
ａを有している。

【００５０】クランクケース９内の機構は前記実施形態
と同じであり、以下説明する。

【００５１】クランクケース９内にはクランクシャフト
がピストン２４の運動方向（以下、上下方向とする。）
に対して直角方向に配されて両端部をベアリングによっ
て回転自在に支持されている。クランクシャフトは一端
がクランクケース９から外側に突出しており、図示外の
駆動源によって回転駆動されるように構成されている。

【００５２】クランクシャフトはクランクケース９内に
一対のクランクアームを有しており、一対のクランクア
ーム間のクランクピン４０にスライダ４１が回転可能に
取り付けられている。スライダ４１はクランクシャフト
方向に見て略正方形形状のブロック体で、上下に二分割
されており、中央部に形成されているピン孔の内周にメ
タル４２が固定されて、クランクピン４０に回転自在に
組み付けられている。

【００５３】スライダ４１の周囲にはスライダフレーム
４３が配置されている。スライダフレーム４３はクラン
クシャフト方向に見て横長の長方形形状の枠体であり、
横長の長方形の窓孔４４は高さがスライダ４１の高さと
略同じで、横幅はスライダ４１の横幅よりも長い寸法を
有している。このスライダフレーム４３の窓孔４４にク
ランクピン４０に取り付けられているスライダ４１が窓
孔４４内をピストン２４の運動方向に対して直角方向
（以下、左右方向とする。）に摺動可能に装着されてい
る。

【００５４】スライダフレーム４３はクランクケース９
内を上下方向に往復動可能に一対のガイド棒４５，４６
によって支持されている。一対のガイド棒４５，４６は
クランクケース９内を上下方向に延びてクランクケース
９にボルト４７で固定されており、スライダフレーム４
３の長手方向における両端部に上下方向に形成されてい
るガイド棒挿通孔４８をそれぞれ挿通している。スライ
ダフレーム４３は一対のガイド棒挿通孔４８の各上下端
部にそれぞれブシュ４９，５０を装着して有しており、
各ガイド棒４５，４６がブシュ４９，５０を挿通してい
る。

【００５５】本実施形態においても、クランク角度セン
サと、クランクシャフトの端部に取り付けられている角
度板が設けられており、クランクシャフトと一緒に回転
する角度板の指示角度をクランク角度センサが読み取る
ことにより、クランク角度が検出されるようにされてい
る。また、上記クロススライダクランク機構には潤滑油
路が適宜形成されており、適切に潤滑されるように構成
されている。

【００５６】以下、上記摩擦力測定装置の作用を説明す
る。

【００５７】ピストン２４の上方はヘッドプレート４の
貫通孔６０を介して大気に開放されている。

【００５８】ピストン２４がクロススライダクランク機
構によりシリンダ１内を往復動する。すなわち、クラン
クシャフトが図示外の駆動源によって回転駆動される
と、クランクピン４０に装着されたスライダ４１がクラ
ンクシャフトの中心回りに円軌道を描いて移動する。こ
の際、スライダ４１はスライダフレーム４３の窓孔４４
内を摺動し、これに伴ってスライダフレーム４３は上下
方向（ピストン２４の運動方向）に直線運動を行う。そ
の結果、スライダフレーム４３に連結固定されているピ
ストンロッド２８を介してピストン２４がシリンダ１内
を往復運動する。このときにピストンリング２５，２
６，２７とシリンダ１間に発生する摩擦力がシリンダ１
を介してロードセル７にかかるので、摩擦力を測定でき
る。

【００５９】そして、クランク角度センサによりクラン
ク角度が検出されるので、クランク角度と摩擦力との関
係が分かるようになっている。

【００６０】そして、ピストン２４はクロススライダク
ランク機構により往復動されるので、ピストンスラップ
を生じない。そのため、ピストン２４とシリンダ１との
摺動がないので、ピストンリング２５，２６，２７とシ
リンダ１間に発生する摩擦力を精度よく測定できる。

【００６１】なお、本実施形態においても、クランクケ
ース９内の圧力変動がシリンダ１の下面に影響するのを
防止する手段が設けられているのが望ましい。

【００６２】ピストンリング２５，２６，２７等を交換
する際は、ピストン２４がピストン２４の頂面側に配置
するナット８０でピストンロッド２８に締結されている
ので、ヘッドプレート４、ロードセル７及び取付部材６
１をシリンダ１と天板６２から取り外すことによって、
ピストン２４を容易に交換できる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の摩擦力測定
装置によれば、ピストンリングとシリンダ間に発生する
摩擦力を精度よく、簡便に測定でき、しかも比較的高回
転時の摩擦力も測定でき、かつ、小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す正面断面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示す左側面断面図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態の一部分を示す左側面拡大
断面図である。

【図４】本発明の一実施形態を示す一部破断平面図であ
る。

【図５】本発明の別の実施形態を示す正面断面図であ
る。

【図６】本発明の別の実施形態を示す一部断面正面図で
ある。

【図７】本発明の別の実施形態を示す平面図である。

【図８】本発明の別の実施形態を示し、天板と取付部材
を取り除いた平面図である。

【符号の説明】

１・・シリンダ、２・・ライナホルダ、２ａ・・鍔部、
３・・シリンダライナ、４・・ヘッドプレート、４ａ・
・円形凹部、５・・ボルト、６・・ノックピン、７・・
ロードワッシャ（ロードセル）、８・・アッパープレー
ト、９・・クランクケース、１０・・ボルト、１１・・
スリーブ、１２，１３・・円形凹部、１４・・プリロー
ディングボルト、１５・・貫通孔、１６・・ねじ孔、１
７・・ボルト、１８・・円環、１９・・円形凹部、２０
・・突底部、２１・・Ｏリング溝、２２・・Ｏリング、
２３・・貫通孔、２４・・ピストン、２５・・トップリ
ング、２６・・セカンドリング、２７・・オイルリン
グ、２８・・ピストンロッド、２８ａ・・鍔部、２９・
・ねじ孔、３０・・円形凹部、３１・・ボルト孔、３２
・・ボルト、３３・・貫通孔、３４・・ブシュ、３５・
・ボルト、３６・・クランクシャフト、３７，３８・・
ベアリング、３９・・クランクアーム、４０・・クラン
クピン、４１・・スライダ、４２・・メタル、４３・・
スライダフレーム、４４・・窓孔、４５，４６・・ガイ
ド棒、４７・・ボルト、４８・・ガイド棒挿通孔、４
９，５０・・ブシュ、５１・・クランク角度センサ、５
２・・角度板、６０・・貫通孔、６１・・取付部材、６
２・・天板、６３・・支柱、６４・・ベアリング支持プ
レート、６５・・ボルト、６６・・ベアリング、６７・
・ベアリング取付部材、６８・・ボルト、６９・・回り
止め部材、６９ａ・・回り止め部、７０・・ベアリン
グ、７１・・ベアリング取付部材、７２・・ロッド部
材、７３・・中空ロッド部材、７４・・突出部、７５・
・ねじ、７６・・ねじ孔、７７・・ねじ、７８・・突出
部、７９・・ロッド孔、８０・・ナット。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンリングを装着したピストンをシ
   リンダ内で往復動させ、前記ピストンリングとシリンダ
   間に発生する摩擦力を測定する摩擦力測定装置におい
   て、前記ピストンがクロススライダクランク機構により
   シリンダ内を往復動するように構成されていることを特
   徴とする摩擦力測定装置。
2. 【請求項２】 前記クロススライダクランク機構が、前
   記ピストンに連結されているピストンロッドと、ピスト
   ンロッドに連結され、クランクケース内に往復動可能に
   支持されているスライダフレームと、スライダフレーム
   の運動方向に対して直角方向に移動可能にスライダフレ
   ームの窓孔に装着されているスライダと、スライダが回
   転可能に装着されているクランクシャフトとを備えてい
   ることを特徴とする請求項１記載の摩擦力測定装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンをシリンダ内で往復動させ
   た時に前記ピストンリングとシリンダ間に発生する摩擦
   力がシリンダを介して力センサに作用し、この力センサ
   で前記摩擦力を検出するように構成されていることを特
   徴とする請求項１又は２記載の摩擦力測定装置。
4. 【請求項４】 前記シリンダはクランクケースに力セン
   サを介して支持され、前記ピストンをシリンダ内で往復
   動させた時に前記ピストンリングとシリンダ間に発生す
   る摩擦力が前記シリンダを介して前記力センサにかかる
   ように構成されていることを特徴とする請求項３記載の
   摩擦力測定装置。
5. 【請求項５】 前記力センサに予め所定荷重をかけるプ
   リロード手段を備えていることを特徴とする請求項４記
   載の摩擦力測定装置。
6. 【請求項６】 前記シリンダは支持部材に力センサを介
   して吊持されており、前記ピストンをシリンダ内で往復
   動させた時に前記ピストンリングとシリンダ間に発生す
   る摩擦力が前記シリンダを介して前記力センサにかかる
   ように構成されていることを特徴とする請求項３記載の
   摩擦力測定装置。
7. 【請求項７】 前記ピストンはピストンロッドにねじで
   直接結合、あるいはボルト又はナットで結合されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の摩擦
   力測定装置。
8. 【請求項８】 前記ピストンをシリンダ内で往復動させ
   た時に生じるクランクケース内の圧力変動が前記シリン
   ダの下面に影響するのを防止する手段が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の摩擦
   力測定装置。