JP2003075329A - 可搬摩擦試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 小型で可搬であり、且つ簡便に摩擦係数を測
定できる摩擦試験装置を提供する。 【解決手段】 屈曲部及び／又は湾曲部を有し平面内で
延在する梁部材１と、梁部材の一端に固定され前記平面
内で延在する接触子２と、梁部材の他端に取り付けられ
た握り部３と、梁部材の延在方向に互いに間隔を隔てて
梁部材に貼付された第１歪ゲージ４と第２歪ゲージ５と
を備え、接触子の先端が、第１歪ゲージ貼付位置での梁
部材の中心軸線の延長線１ａからオフセットし及び／又
は第２歪ゲージ貼付位置での梁部材の中心軸線の延長線
１ｂからオフセットしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可搬摩擦試験装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】試料の摩擦係数を測定するための装置が
従来から種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の摩擦係数測定装
置は何れも大型で据え置き型であり、且つ簡便に摩擦係
数を測定することができなかった。本発明は上記問題に
鑑みてなされたものであり、小型で可搬であり、且つ簡
便に摩擦係数を測定できる摩擦試験装置を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、屈曲部及び／又は湾曲部を有し
平面内で延在する梁部材と、梁部材の一端に固定され前
記平面内で延在する接触子と、梁部材の他端に取り付け
られた握り部と、梁部材の延在方向に互いに間隔を隔て
て梁部材に貼付された第１歪ゲージと第２歪ゲージとを
備え、接触子の先端が、第１歪ゲージ貼付位置での梁部
材の中心軸線の延長線からオフセットし及び／又は第２
歪ゲージ貼付位置での梁部材の中心軸線の延長線からオ
フセットしていることを特徴とする可搬摩擦試験装置を
提供する。本発明に係る可搬摩擦試験装置を用い、以下
の手順で試料の摩擦係数を計測することができる。 梁部材を含む平面内で接触子の先端に印加される垂
直圧縮荷重と第１歪ゲージの歪量、第２歪ゲージの歪量
との関係と、梁部材を含む平面内で接触子の先端に印加
される接線荷重と第１歪ゲージの歪量、第２歪ゲージの
歪量との関係とを予め実験によって求める。 握り部を手で握り、接触子を試料に垂直に押し当
て、手を動かしてで接触子の先端に印加した接線荷重
とは逆の方向へ接触子を移動させる。接触子の移動開始
時及び／又は移動中に第１歪ゲージと第２歪ゲージの歪
量を計測する。 で計測した第１歪ゲージと第２歪ゲージの歪量
と、で求めた接触子の先端に印加される垂直圧縮荷重
と第１歪ゲージの歪量、第２歪ゲージの歪量との関係
と、で求めた接触子の先端に印加される接線荷重と第
１歪ゲージの歪量、第２歪ゲージの歪量との関係とに基
づいて、接触子の移動開始時及び／又は移動中に接触子
から試料に印加された垂直力と、試料から接触子に印加
された接線力とを算出し、当該垂直力と接線力とから試
料の摩擦係数を算出する。 本発明に係る可搬摩擦試験装置は構造が単純なので小型
化・可搬化が可能である。接触子に印加される垂直圧縮
荷重により梁部材の湾曲部や屈曲部近傍に十分に計測可
能なレベルの歪が発生すると共に、接触子に印加される
接線荷重によっても梁部材の湾曲部や屈曲部近傍に十分
に計測可能なレベルの歪が発生する。従って、精度良く
試料の摩擦係数を計測することができる。接触子の先端
が、第１歪ゲージ貼付位置での梁部材の中心軸線の延長
線からオフセットし及び／又は第２歪ゲージ貼付位置で
の梁部材の中心軸線の延長線からオフセットしているの
で、使い勝手の良い任意の梁部材形状を採用することが
できる。本発明に係る可搬摩擦試験装置を使用すれば、
握り部を手で握り、接触子を試料に垂直に押し当て、手
を動かすという単純な作業で簡便に試料の摩擦係数を計
測することができる。

【０００５】本発明の好ましい態様においては、可搬摩
擦試験装置は、梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
部位に取り付けられた錘を備える。錘によって接触子が
試料に押し付けられるので、握り部を握った手を動かす
だけで試料の摩擦係数を計測することができる。この結
果計測者の負担が軽減する。錘によって接触子から試料
に一定荷重が印加されるので、計測精度が向上する。

【０００６】本発明の好ましい態様においては、可搬摩
擦試験装置は、梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
部位を回動可能に支持する支持部材を備える。支持部材
を試験台上に載置して、可搬摩擦試験装置を試験台上に
載置する。試験台と接触子との間に試料を鋏み、手動に
より或いは錘により接触子を試料に押し付け、握り部を
手で握って可搬摩擦試験装置の移動を阻止しつつ、試料
を引っ張り或いは押して移動させる。試料の移動開始時
及び／又は移動中に梁部材に貼付した歪ゲージの歪量を
計測し、試料の摩擦係数を算出する。小寸法の試料の摩
擦係数を計測する際には、可搬摩擦試験装置を動かすよ
りも試料を動かす方が作業性が良い。

【０００７】本発明の好ましい態様においては、支持部
材は門型断面部材の天井壁外面に固定されている。門型
断面部材の溝部に棒材を挿入し、接触子を棒材に押し当
て、溝に沿って棒材を移動させることにより、棒材の摩
擦係数を確実に測定することができる。

【０００８】本発明の好ましい態様においては、支持部
材は車輪である。可搬摩擦試験装置を試料上に載置す
る。手動により或いは錘により接触子を試料に押し付
け、握り部を握った手を動かして接触子を移動させる。
車輪によって可搬摩擦試験装置が案内されるので、接触
子の移動がスムーズになり、計測の精度が向上する。

【０００９】本発明の好ましい態様においては、可搬摩
擦試験装置は、梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
部位に取り付けられたバネと、バネを付勢するネジと、
ネジと螺合しネジを支持する支持部材とを備える。バネ
の付勢力により接触子が試料に押し付けられるので、握
り部を握った手を動かすだけで試料の摩擦係数を計測す
ることができる。この結果計測者の負担が軽減する。バ
ネによって接触子から試料に一定荷重が印加されるの
で、計測精度が向上する。ネジの螺合の度合いを調整す
ることにより、接触子から試料に印加される垂直荷重を
調整することができる。試料の材質、表面状態等に応じ
て、接触子から試料に印加される垂直力を最適化するこ
とにより、計測精度が向上する。

【００１０】本発明においては、平面内で延在するＬ形
状の第１梁部材と、第１梁部材の外側に且つ第１梁部材
に平行に配設され且つ第１梁部材と同一平面内で延在す
るＬ形状の第２梁部材と、第１梁部材の一端と当該一端
に対峙する第２梁部材の一端とを接続し且つ第１梁部材
と第２梁部材とに直交して延在し且つ第１梁部材と同一
平面内で延在する薄肉の第３梁部材と、第２梁部材の他
端から第２梁部材の外側へ且つ第２梁部材に直交して延
在し且つ第１梁部材と同一平面内で延在する薄肉の第４
梁部材と、第１梁部材の他端から第１梁部材の内側へ且
つ第１梁部材に直交して延在し且つ第１梁部材と同一平
面内で延在し第１梁部材に固定された接触子と、第４梁
部材の端部に取り付けられた握り部と、第３梁部材に貼
付された歪ゲージと、第４梁部材に貼付された歪みゲー
ジとを備え、接触子の先端は、第３梁部材の歪ゲージが
貼付された部位の中心軸線の延長線上にあり、且つ第４
梁部材の歪ゲージが貼付された部位の中心軸線の延長線
上にあることを特徴とする可搬摩擦試験装置を提供す
る。本発明に係る可搬摩擦試験装置を用い、以下の手順
で試料の摩擦係数を計測することができる。 第１〜第４梁部材を含む平面内で接触子の先端に印
加される垂直圧縮荷重と第３梁部材に貼付した歪ゲージ
の歪量との関係と、第1〜4梁部材を含む平面内で接触子
の先端に印加される接線荷重（垂直圧縮荷重に直交す
る）と第４梁部材に貼付した歪ゲージの歪量との関係と
を予め実験によって求める。 握り部を手で握り、第１〜４梁部材を含む平面内で
接触子の先端を試料に垂直に押し当て、手を動かして
で接触子の先端に印加した接線荷重とは逆の方向へ接触
子を移動させる。接触子の移動開始時及び／又は移動中
に第３梁部材に貼付した歪ゲージと第４梁部材に貼付し
た歪ゲージの歪量を計測する。 で計測した第３梁部材の歪ゲージの歪量と、で
求めた接触子の先端に印加される垂直圧縮荷重と第３梁
部材の歪ゲージの歪量との関係から、接触子の移動開始
時及び／又は移動中に接触子の先端から試料に印加され
た垂直力を算出し、で計測した第４梁部材の歪ゲージ
の歪量と、で求めた接触子の先端に印加される接線荷
重と第４梁部材の歪ゲージの歪量との関係から、接触子
の移動開始時及び／又は移動中に試料から接触子に印加
された接線力とを選出し、当該垂直力と接線力とから試
料の摩擦係数を算出する。 本発明に係る可搬摩擦試験装置は構造が単純なので小型
化・可搬化が可能である。歪ゲージが貼付された第３梁
部材、第４梁部材は薄肉なので、接触子に印加される垂
直圧縮荷重、接線荷重により、十分に計測可能なレベル
の歪みが発生する。従って、高い精度で摩擦係数を測定
することができる。接触子の先端は、第３梁部材の歪ゲ
ージが貼付された部位の中心軸線の延長線上にあり、且
つ第４梁部材の歪ゲージが貼付された部位の中心軸線の
延長線上にあるので、接触子の移動開始時及び／又は移
動中に第３梁部材の歪ゲージに発生する歪は接触子から
試料に印加される垂直力に対する反力による曲げ歪のみ
であり、接触子の移動開始時及び／又は移動中に第４梁
部材の歪ゲージに発生する歪は試料から接触子へ印加さ
れる接線力による曲げ歪のみである。従って、第３梁部
材の歪ゲージの歪量から直ちに接触子から試料に印加さ
れた垂直力が算出され、第４梁部材の歪ゲージの歪量か
ら直ちに試料から接触子に印加された接線力が算出され
る。歪の計測から摩擦係数の算出までに要する計算の回
数が少ないという利点がある。本発明に係る可搬摩擦試
験装置を使用すれば、握り部を手で握り、接触子を試料
に垂直に押し当て、手を動かすという単純な作業で簡便
に試料の摩擦係数を計測することができる。

【００１１】本発明においては、真直梁部材と、梁部材
の一端を梁部材の延在方向に付勢するバネと、梁部材を
所定長さに亘って摺動可能に支持すると共にバネを収容
する筒状ハウジングと、バネ付勢力調整部材と、梁部材
回転阻止部材と、梁部材の他端に固定され梁部材と同心
に延在する接触子と、梁部材の前記他端とハウジングに
よって摺動可能に支持された部位との間で延在する部位
に貼付された歪ゲージとを備えることを特徴とする可搬
摩擦試験装置を提供する。本発明に係る可搬摩擦試験装
置を用い、以下の手順で試料の摩擦係数を計測すること
ができる。 接触子の先端に印加される垂直圧縮荷重と梁部材の
垂直歪量との関係と、接触子の先端に印加される接線荷
重（垂直圧縮荷重に直交する）と梁部材の曲げ歪量との
関係とを予め実験によって求める。 筒状ハウジングを手で握り、接触子の先端を試料に
垂直に押し当て、手を動かしてで接触子の先端に印加
した接線荷重とは逆の方向へ接触子を移動させる。接触
子の移動開始時及び／又は移動中に梁部材に発生する垂
直歪と曲げ歪とを計測する。 で計測した梁部材の垂直歪とで求めた接触子の
先端に印加される垂直圧縮荷重と梁部材の垂直歪量との
関係とから接触子の移動開始時及び／又は移動中に接触
子の先端から試料に印加れた垂直力を算出し、で計測
した梁部材の曲げ歪とで求めた接触子の先端に印加さ
れる接線荷重と梁部材の曲げ歪との関係とから接触子の
移動開始時及び／又は移動中に試料から接触子の先端に
印加された接線力とを算出する。移動中の接触子の回転
が接触子回転阻止部材により阻止されるので、で計測
した梁部材の曲げ歪とで求めた接触子の先端に印加さ
れる接線荷重と梁部材の曲げ歪との関係とから接触子の
移動開始時及び／又は移動中に試料から接触子の先端に
印加された接線力を算出することができる。前記垂直力
と接線力とから試料の摩擦係数を算出する。 本発明に係る可搬摩擦試験装置は構造が単純なので小型
化・可搬化が可能である。本発明に係る可搬摩擦試験装
置を使用すれば、筒状ハウジングを手で握り、接触子を
試料に垂直に押し当て、手を動かすという単純な作業で
簡便に試料の摩擦係数を計測することができる。バネ付
勢力調整部材を用いて接触子から試料に印加される垂直
力を調整することができる。試料の材質、表面状態等に
応じて、接触子から試料に印加される垂直力を最適化す
ることにより、計測精度が向上する。

【００１２】本発明の好ましい態様においては、ハウジ
ングの接触子に対峙する側の端部に、接触子を間に挟ん
で対峙する一対のガイドが配設されており、ガイドの先
端は円弧状に形成されている。ガイドの先端を試料に当
接させることによりバネの縮み量が一定値に維持され、
接触子から試料に印加される垂直力が一定値に維持され
る。この結果計測精度が向上する。ガイドの先端を円弧
状に形成することにより、円筒状ハウジングを握った手
を動かす際の抵抗が減少し、計測の作業性が向上する。

【００１３】本発明の好ましい態様においては、接触子
は梁部材に着脱可能に固定されている。接触子を梁部材
に着脱可能とすることにより、接触子の材質、形状等を
種々に代えて試料の摩擦係数を計測することが可能とな
る。これにより、任意の所望の物体間の摩擦係数を計測
することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例に係る可搬摩
擦試験装置を説明する。図１に示すように、可搬摩擦試
験装置は、半円形の湾曲部と屈曲部とを有する梁部材１
を備えている。梁部材１の中心軸線（断面の図心の包絡
線）は平面内で延在している（以下、部材の中心軸線が
平面内で延在する場合、「部材が平面内で延在する」と
記述する）。可搬摩擦試験装置は更に、梁部材１の一端
に固定され前記平面内で延在する接触子２と、梁部材１
の他端に取り付けられた握り部３と、梁部材１の延在方
向に互いに間隔を隔てて梁部材１の半円形湾曲部に貼付
された第１歪ゲージ４と第２歪ゲージ５とを備えてい
る。接触子の先端２ａは、第１歪ゲージ４貼付位置での
梁部材１の中心軸線の延長線１ａからオフセットし、且
つ第２歪ゲージ５貼付位置での梁部材１の中心軸線の延
長線１ｂからオフセットしている。

【００１５】本可搬摩擦試験装置を用い、以下の手順で
試料の摩擦係数を計測することができる。 梁部材１を含む平面内で接触子の先端２ａに印加さ
れる垂直圧縮荷重ｆと第１歪ゲージ４の歪量ε_４ｆ、第
２歪ゲージ５の歪量ε_５ｆとの関係と、梁部材１を含む
平面内で接触子の先端２ａに印加される接線荷重ｇ（ｆ
に直交する）と第１歪ゲージ４の歪量ε_４ｇ、第２歪ゲ
ージ５の歪量ε_５ｇとの関係とを予め実験によって求め
る。具体的には以下の通りである。梁部材１の他端を固
定し、錘の付いた糸を接触子の先端２ａに取り付け、先
端２ａに垂直圧縮荷重ｆを印加して第１歪ゲージ４の歪
量と第２歪ゲージ５の歪量とを測定し、次いで同様にし
て先端２ａに接線荷重ｇを印加して第１歪ゲージ４の歪
量と第２歪ゲージ５の歪量とを測定する。弾性変形の範
囲内で次式が成立する。 ε_４ｆ＝ｋ_１ｆ、ε_５ｆ＝ｋ_２ｆ、ε_４ｇ＝ｋ_３ｇ、ε
_５ｇ＝ｋ_４ｇ 上記式中の定数ｋ_１、ｋ_２、ｋ_３、ｋ_４ が、上記実験
によって求められる。

【００１６】 握り部３を手で握り、接触子２の先端
２ａを試料１００に垂直に押し当て、手を動かしてで
接触子の先端２ａに印加した接線荷重ｇとは逆のα方向
へ接触子２を移動させる。接触子２の移動開始時及び／
又は移動中に第１歪ゲージ４の歪量ε_４と第２歪ゲージ
５の歪量ε_５とを計測する。

【００１７】 で計測した歪量ε_４、ε_５と、で
求めた垂直圧縮荷重ｆと歪量との関係ε_４ｆ＝ｋ_１ｆ、
ε_５ｆ＝ｋ_２ｆと、で求めた接線荷重ｇと歪量との関
係ε_{４ ｇ}＝ｋ_３ｇ、ε_５ｇ＝ｋ_４ｇとに基づいて、接触
子２の移動開始時及び／又は移動中に接触子２から試料
１００に印加された垂直力Ｆと、試料１００から接触子
２に印加された接線力Ｇとを算出し、当該垂直力Ｆと接
線力Ｇとから試料１００の摩擦係数μを算出する。具体
的には以下の通りである。微少変形の範囲内では線型重
ね合わせが可能なので、下式が成立する。 ε_４＝ｋ_１Ｆ＋ｋ_３Ｇ、ε_５＝ｋ_２Ｆ＋ｋ_４Ｇ 上式より垂直力Ｆ、接線力Ｇが下式の如くに算出され
る。 Ｆ＝（ｋ_３ε_５−ｋ_４ε_４）／（ｋ_２−ｋ_１ｋ_４） Ｇ＝（ｋ_１ｋ_４ε_４＋ｋ_１ｋ_３ε_５）／（ｋ_１ｋ_３ｋ_４
−ｋ_２ｋ_３） Ｆ、Ｇより下式に基づいて摩擦係数μが算出される。 μ＝Ｇ／Ｆ 〜でのデータの記憶、各種演算は可搬摩擦試験装置
に接続されたコンピュータにより行う。

【００１８】本実施例に係る可搬摩擦試験装置は構造が
単純なので小型化・可搬化が可能である。本実施例に係
る可搬摩擦試験装置を使用すれば、握り部３を手で握
り、接触子２の先端２ａを試料１００に垂直に押し当
て、手を動かすという単純な作業で簡便に試料１００の
摩擦係数を計測することができる。梁部材１は湾曲部を
有しているので、接触子２に印加される垂直圧縮荷重に
より十分に測定可能な歪が湾曲部に発生すると共に、接
触子に印加される接線荷重によっても十分に測定可能な
歪が湾曲部に発生する。従って高い精度で試料の摩擦係
数を測定することが可能である。

【００１９】接触子２の先端２ａが、第１歪ゲージ４貼
付位置での梁部材１の中心軸線の延長線１ａからオフセ
ットし、且つ第２歪ゲージ５貼付位置での梁部材１の中
心軸線の延長線１ｂからオフセットしているので、梁部
材１の形状として、図２に例示する円形、Ｌ形、Ｚ形等
の湾曲部及び／又は屈曲部を有する任意の使い勝手、デ
ザイン性の良い形状を採用することができる。梁部材１
が屈曲部を有する場合、接触子２に印加される垂直圧縮
荷重により十分に測定可能な歪が屈曲部の近傍で発生す
ると共に、接触子に印加される接線荷重によっても十分
に測定可能な歪が屈曲部の近傍で発生する。

【００２０】図３に示すように、梁部材１の歪ゲージ
４、５が貼付された部位よりも、梁部材１の延在方向に
接触子２から遠ざかった梁部材１の部位に錘６を取り付
けても良い。錘６によって接触子２が試料１００に押し
付けられるので、接触子２を手動で試料１００に押し付
けることなく、握り部３を握った手を動かすだけで試料
１００の摩擦係数を計測することができる。この結果、
計測者の負担が軽減する。錘６によって接触子２から試
料１００に一定荷重が印加されるので、計測精度が向上
する。

【００２１】図４に示すように、梁部材１の歪ゲージ
４、５が貼付された部位よりも、梁部材１の延在方向に
接触子２から遠ざかった梁部材１の部位を回動可能に支
持する支持部材７を梁部材１に取り付けても良い。支持
部材７を試験台２００上に載置して、可搬摩擦試験装置
を試験台２００上に載置する。試験台２００と接触子２
との間に試料１００を鋏み、手動により或いは錘６によ
り接触子２を試料１００に押し付け、握り部３を手で握
って可搬摩擦試験装置の移動を阻止しつつ、試料１００
を引っ張り或いは押して移動させる。試料１００の移動
開始時及び／又は移動中に梁部材１に貼付した歪ゲージ
４、５の歪量を計測し、試料１００の摩擦係数μを算出
する。小寸法の試料１００の摩擦係数を計測する際に
は、可搬摩擦試験装置を動かすよりも試料１００を動か
す方が作業性が良い。

【００２２】図５に示すように、支持部材７を門型断面
部材７ａの天井壁外面に固定しても良い。門型断面部材
７ａの溝部に試料である棒材１００ａを挿入し、接触子
２を棒材１００ａに押し当て、溝に沿って棒材１００ａ
を移動させることにより、棒材１００ａの摩擦係数を確
実に測定することができる。

【００２３】図４の支持部材７に代えて、図６に示すよ
うに梁部材１に車輪８を取り付けても良い。可搬摩擦試
験装置を試料１００上に載置する。手動により或いは錘
６により接触子２を試料１００に押し付け、握り部３を
握った手を動かして接触子２を移動させる。車輪８によ
って可搬摩擦試験装置が案内されるので、接触子２の移
動がスムーズになり、計測の精度が向上する。

【００２４】図７に示すように、梁部材１の歪ゲージ
４、５が貼付された部位よりも、梁部材１の延在方向に
接触子２から遠ざかった梁部材１の部位にバネ９を取り
付け、バネ９を付勢するネジ１０と、ネジ１０と螺合し
ネジ１０を支持する支持部材１１とを配設しても良い。
支持部材１１の端部には図４と同様の支持部７を取り付
けても良く、或いは図６と同様の車輪８を取り付けても
良い。バネ９の付勢力により接触子２が試料１００に押
し付けられるので、手動で接触子２を押し付けることな
く、握り部３を握った手を動かすだけで試料１００の摩
擦係数を計測することができる。この結果、計測者の負
荷が軽減される。バネ９によって接触子２から試料１０
０に一定荷重が印加されるので、計測精度が向上する。
ネジ１０の螺合の度合いを調整することにより、接触子
２から試料１００に印加される垂直荷重を調整すること
ができる。試料１００の材質、表面状態等に応じて、接
触子２から試料に印加される垂直力を最適化することに
より、計測精度が向上する。

【００２５】本発明の第２実施例を説明する。図８に示
すように、平面内で延在するＬ形状の第１梁部材２１
と、第１梁部材２１の外側に且つ第１梁部材２１に平行
に配設され且つ第１梁部材２１と同一平面内で延在する
Ｌ形状の第２梁部材３１とが配設されている。第１梁部
材２１の一端と当該一端に対峙する第２梁部材３１の一
端とは、第１梁部材２１と第２梁部材３１とに直交して
延在し且つ第１梁部材２１と同一平面内で延在する薄肉
の第３梁部材４１により接続されている。薄肉の第４梁
部材５１が第２梁部材３１の他端から第２梁部材３１の
外側へ且つ第２梁部材３１に直交して延在し、且つ第１
梁部材２１と同一平面内で延在している。接触子２２が
第１梁部材２１の他端から第１梁部材２１の内側へ且つ
第１梁部材２１に直交して延在し、且つ第１梁部材２１
と同一平面内で延在している。握り部２３が第４梁部材
５１に取り付けられている。第３梁部材４１に歪ゲージ
２４が貼付され、第４梁部材５１に歪ゲージ２５が貼付
されている。接触子２２の先端２２ａは、第３梁部材４
１の歪ゲージ２４が貼付された部位の中心軸線の延長線
４１ａ上にあり、且つ第４梁部材５１の歪ゲージ２５が
貼付された部位の中心軸線の延長線５１ａ上にある。

【００２６】本実施例に係る可搬摩擦試験装置を用い、
以下の手順で試料の摩擦係数を計測することができる。 第１〜第４梁部材２１〜５１を含む平面内で接触子
２２の先端２２ａに印加される垂直圧縮荷重ｆと第３梁
部材４１に貼付した歪ゲージ２４の歪量ε_２４ｆとの関
係と、第1〜4梁部材２１〜５１を含む平面内で接触子２
２の先端２２ａに印加される接線荷重ｇ（垂直圧縮荷重
ｆに直交する）と第４梁部材５１に貼付した歪ゲージ２
５の歪量ε_２５ｇとの関係とを予め実験によって求め
る。具体的には以下の通りである。第４梁部際５１の端
部を固定し、第１実施例と同様にして、錘を付けた糸を
接触子の先端２２ａに取り付け、垂直圧縮荷重に対する
歪と、接線荷重に対する歪とを計測する。弾性変形の範
囲内で次式が成立する。 ε_２４ｆ＝ｋ_５ｆ、ε_２５ｇ＝ｋ_６ｇ 上記式中の定数ｋ_５、ｋ_６ が、上記実験によって求め
られる。

【００２７】 握り部２３を手で握り、第１〜４梁部
材２１〜５１を含む平面内で接触子２２の先端２２ａを
試料１００に垂直に押し当て、手を動かしてで接触子
の先端２２ａに印加した接線荷重ｇとは逆のα方向へ接
触子２２を移動させる。接触子２２の移動開始時及び／
又は移動中に第３梁部材４１に貼付した歪ゲージ２４の
歪量ε_２４と第４梁部材５１に貼付した歪ゲージ２５の
歪量ε_２５とを計測する。

【００２８】 で計測した歪量ε_２４と、で求め
た垂直圧縮荷重ｆと歪量ε_２４ｆとの関係ε_２４ｆ＝ｋ
_５ｆとから、接触子２２の移動開始時及び／又は移動中
に接触子の先端２２ａから試料１００に印加された垂直
力Ｆを式Ｆ＝ε_２４／ｋ_５により算出し、で計測した
歪量ε_２５と、で求めた接線荷重ｇと歪量ε_２５ｇと
の関係ε_２５ｇ＝ｋ_６ｇとから、接触子２２の移動開始
時及び／又は移動中に試料１００から接触子２２に印加
された接線力ＧをＧ＝ε_２５／ｋ_６により算出し、当該
垂直力Ｆと接線力Ｇとから式μ＝Ｇ／Ｆに基づいて試料
１００の摩擦係数μを算出する。〜でのデータの記
憶、各種演算は可搬摩擦試験装置に接続されたコンピュ
ータにより行う。

【００２９】本実施例に係る可搬摩擦試験装置は構造が
単純なので小型化・可搬化が可能である。歪ゲージが貼
付された第３梁部材４１、第４梁部材５１は薄肉なの
で、接触子２２に印加される垂直圧縮荷重、接線荷重に
より、十分に計測可能なレベルの歪みが発生する。従っ
て、高い精度で摩擦係数を測定することができる。接触
子の先端２２ａは、第３梁部材４１の歪ゲージ２４が貼
付された部位の中心軸線の延長線４１ａ上にあり、且つ
第４梁部材５１の歪ゲージ２５が貼付された部位の中心
軸線の延長線５１ａ上にあるので、接触子２２の移動開
始時及び／又は移動中に第３梁部材４１の歪ゲージ２４
に発生する歪は接触子２２から試料１００に印加される
垂直力Ｆに対する反力による曲げ歪のみであり、接触子
２２の移動開始時及び／又は移動中に第４梁部材５１の
歪ゲージ２５に発生する歪は試料１００から接触子２２
へ印加される接線力Ｇによる曲げ歪のみである。従っ
て、歪ゲージ２４の歪量ε_２４から直ちに接触子２２か
ら試料１００に印加された垂直力Ｆが算出され、歪ゲー
ジ２５の歪量ε_２５から直ちに試料１００から接触子２
２に印加された接線力Ｇが算出される。本実施例に係る
可搬摩擦試験装置は、歪の計測から摩擦係数の算出まで
に要する計算の回数が少ないという利点を有する。本実
施例に係る可搬摩擦試験装置を使用すれば、握り部２３
を手で握り、接触子２２を試料に垂直に押し当て、手を
動かすという単純な作業で簡便に試料１００の摩擦係数
を計測することができる。

【００３０】本発明の第３実施例に係る可搬摩擦試験装
置を説明する。図９に示すように、本実施例に係る可搬
摩擦試験装置は、円形断面の真直梁部材６１を備えてい
る。梁部材６１の一端にバネ座６２が固定されている。
バネ座６２に対峙してバネ押え６３が配設されている。
バネ座６２とバネ押え６３との間に梁部材６１を延在方
向に付勢するバネ６４が配設されている。梁部材６１、
バネ座６２、バネ押え６３、バネ６４は筒状ハウジング
６５内に収容されている。筒状ハウジング６５は螺着さ
れた２つの半部分から構成されている。筒状ハウジング
６５は、内蔵するリニア軸受６６を介して、梁部材６１
を所定長さに亘って摺動可能に支持している。筒状ハウ
ジング６５はバネ座６２、バネ押え６３を摺動可能に支
持している。筒状ハウジング６５の一端に、ナット６７
が螺合している。バネ付勢力調整ネジ６８がナット６７
に螺合し且つ貫通している。バネ付勢力調整ネジ６８の
移動を規制するクランプナット６９がバネ付勢力調整ネ
ジ６８に螺合している。バネ座６２の外面に形成された
縦溝６２ａと筒状ハウジング６５の側壁を貫通して縦溝
６２ａと係合するピン７０とにより、梁部材６１の中心
軸線回りの回転と、筒状ハウジング６５からの抜け落ち
とが阻止されている。ゴム製カバー７１が筒状ハウジン
グ６５に外嵌している。接触子７２が梁部材６１の他端
に固定され、梁部材６１と同心に延在している。筒状ハ
ウジング６５の接触子７２に対峙する側の端部に、接触
子７２を間に挟んで対峙する一対のガイド７３が配設さ
れている。ガイド７３は筒状ハウジング６５と一体形成
されている。ガイド７３の先端７３ａは円弧状に形成さ
れている。梁部材６１の前記他端と筒状ハウジング６５
によって摺動可能に支持された部位との間で延在する部
位に２対の歪ゲージ７４、７５が貼付されている。歪ゲ
ージ７４、７５は、梁部材６１の中心軸線を含み一対の
ガイド７３に挟まれて一対のガイド７３と平行に延在す
る平面と梁部材６１の周側面との２本の相関線上で梁部
材６１の周側面に貼付されている。一対の歪ゲージ７４
は接触子７２に近接する部位に貼付され、一対の歪ゲー
ジ７５は接触子７２から離隔する部位に貼付されてい
る。梁部材６１の垂直歪（中心軸線方向の歪）が一対の
歪ゲージ７４により計測され、梁部材６１の中心軸線を
含み一対のガイド７３に挟まれて一対のガイド７３と平
行に延在する平面内での梁部材６１の曲げ歪が一対の歪
ゲージ７５により計測される。

【００３１】本実施例に係る可搬摩擦試験装置を用い、
以下の手順で試料の摩擦係数を計測することができる。 接触子７２の先端に印加される垂直圧縮荷重（中心
軸線方向の圧縮荷重）ｆと梁部材６１の垂直歪量ε
_７４ｆとの関係と、梁部材６１の中心軸線を含み一対の
ガイド７３に挟まれて一対のガイド７３と平行に延在す
る平面内で接触子７２の先端に印加される接線荷重ｇ
（垂直圧縮荷重ｆに直交する）と梁部材６１の曲げ歪量
ε_７５ｇとの関係とを予め実験によって求める。具体的
には以下の通りである。筒状ハウジング６５を固定し、
第１実施例と同様にして、錘を付けた糸を接触子７２の
先端に取り付け、垂直圧縮荷重に対する歪みと、接線荷
重に対する歪みとを計測する。弾性変形の範囲内で次式
が成立する。 ε_７４ｆ＝ｋ_７ｆ、ε_７５ｇ＝ｋ_８ｇ 上記式中の定数ｋ_７、ｋ_８ が、上記実験によって求め
られる。

【００３２】 カバー７１を介して筒状ハウジング６
５を手で握り、接触子７２の先端を試料１００に垂直に
押し当て、手を動かしてで接触子７２の先端に印加し
た接線荷重ｇとは逆のα方向へ接触子７２を移動させ
る。接触子７２の移動開始時及び／又は移動中に梁部材
６１に発生する垂直歪ε_７４と曲げ歪ε_７５とを計測す
る。

【００３３】 で計測した垂直歪ε_７４とで求め
た垂直圧縮荷重ｆと垂直歪量ε_７４ｆとの関係ε_７４ｆ
＝ｋ_７ｆとから、接触子７２の移動開始時及び／又は移
動中に接触子７２の先端から試料１００に印加された垂
直力Ｆを式Ｆ＝ε_７４ ／ｋ_７に基づいて算出し、で
計測した曲げ歪ε_７５とで求めた接線荷重ｇと曲げ歪
ε_７５ｇとの関係ε_７５ｇ＝ｋ_８ｇとから接触子７２の
移動開始時及び／又は移動中に試料１００から接触子７
２の先端に印加された接線力Ｇを式Ｇ＝ε_７５／ｋ_８に
基づいて算出する。接触子７２の中心軸線回りの回転が
縦溝６２ａに係合するピン７０により阻止されるので、
で計測した梁部材の曲げ歪ε_７５とで求めた接線荷
重ｇと曲げ歪ε_７５ｇとの関係ε_７５ｇ＝ｋ_８ｇとから
接触子７２の先端に印加された接線力Ｇを算出すること
ができる。前記垂直力Ｆと接線力Ｇとから試料の摩擦係
数μを算出する。〜でのデータの記憶、各種演算は
可搬摩擦試験装置に接続されたコンピュータにより行
う。

【００３４】本実施例に係る可搬摩擦試験装置は構造が
単純なので小型化・可搬化が可能である。本実施例に係
る可搬摩擦試験装置を使用すれば、カバー７１を介して
筒状ハウジング６５を手で握り、接触子７２を試料１０
０に垂直に押し当て、手を動かすという単純な作業で簡
便に試料１００の摩擦係数を計測することができる。バ
ネ付勢力調整ネジ６８を用いて接触子７２から試料１０
０に印加される垂直力Ｆを調整することができる。試料
１００の材質、表面状態等に応じて、接触子７２から試
料１００に印加される垂直力Ｆを最適化することによ
り、計測精度が向上する。ガイド７３の先端７３ａを試
料１００に当接させることによりバネ６４の縮み量が一
定値に維持され、接触子７２から試料１００に印加され
る垂直力Ｆが一定値に維持される。この結果計測精度が
向上する。ガイド７３の先端７３ａを円弧状に形成する
ことにより、カバー７１を介して円筒状ハウジング６５
を握った手を動かす際の抵抗が減少し、計測の作業性が
向上する。

【００３５】第１実施例において接触子２を梁部材１に
着脱可能に固定し、第２実施例において接触子２２を梁
部材２１に着脱可能に固定し、第３実施例において接触
子７２を梁部材６１に着脱可能に固定しても良い。着脱
可能に固定する態様として、螺着する、挿入後ネジ止め
する等が挙げられる。接触子を梁部材に着脱可能に固定
することにより、接触子の材質、形状等を種々に代えて
試料の摩擦係数を計測することが可能となる。これによ
り、任意の所望の物体間の摩擦係数を計測することが可
能となる。例えば布等の膜状体と金属表面間の摩擦係数
の計測も可能となる。

【００３６】第１実施例において、歪ゲージを梁部材の
両面に貼付して曲げ歪のみを抽出するように構成しても
良い。第２実施例において、歪ゲージを梁部材の両面に
貼付して曲げ歪みを計測するように構成しても良い。第
３実施例において、一対の歪ゲージ７４を除去し、一対
の歪ゲージ７５のみを用いて梁部材６１の垂直歪と曲げ
歪とを測定しても良い。本発明に係る可搬摩擦試験装置
は、摩擦係数の計測のみならず、塗装皮膜、潤滑剤皮膜
の強度計測等にも広く使用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明に係る可搬
摩擦試験装置は構造が単純なので小型化・可搬化が可能
である。接触子に印加される垂直圧縮荷重により梁部材
の湾曲部や屈曲部近傍に十分に計測可能なレベルの歪が
発生すると共に、接触子に印加される接線荷重によって
も梁部材の湾曲部や屈曲部近傍に十分に計測可能なレベ
ルの歪が発生する。従って、精度良く試料の摩擦係数を
計測することができる。接触子の先端が、第１歪ゲージ
貼付位置での梁部材の中心軸線の延長線からオフセット
し及び／又は第２歪ゲージ貼付位置での梁部材の中心軸
線の延長線からオフセットしているので、使い勝手の良
い任意の梁部材形状を採用することができる。本発明に
係る可搬摩擦試験装置を使用すれば、握り部を手で握
り、接触子を試料に垂直に押し当て、手を動かすという
単純な作業で簡便に試料の摩擦係数を計測することがで
きる。本発明により、小型で可搬であり、且つ簡便に摩
擦係数を測定できる摩擦試験装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
構成図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図４】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図６】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る可搬摩擦試験装置の
変形例の構成図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）
は断面図であり、（ｃ）は部分側面図である。

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、５１、６１ 梁部材 ２、２２、７２ 接触子 ３、２３ 握り部 ４、５、２４、２５、７４、７５ 歪ゲージ ６ 錘 ７、１１ 支持部材 ７ａ 門型部材 ８ 車輪 ９、６４ バネ １０ ネジ ６５ 筒状ハウジング ６８ バネ付勢力調整ネジ ７３ ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 康夫 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 山本 昇 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 奥村 泰雄 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 日本 パーカライジング株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屈曲部及び／又は湾曲部を有し平面内で
   延在する梁部材と、梁部材の一端に固定され前記平面内
   で延在する接触子と、梁部材の他端に取り付けられた握
   り部と、梁部材の延在方向に互いに間隔を隔てて梁部材
   に貼付された第１歪ゲージと第２歪ゲージとを備え、接
   触子の先端が、第１歪ゲージ貼付位置での梁部材の中心
   軸線の延長線からオフセットし及び／又は第２歪ゲージ
   貼付位置での梁部材の中心軸線の延長線からオフセット
   していることを特徴とする可搬摩擦試験装置。
2. 【請求項２】 梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
   も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
   部位に取り付けられた錘を備えることを特徴とする請求
   項１に記載の可搬摩擦試験装置。
3. 【請求項３】 梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
   も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
   部位を回動可能に支持する支持部材を備えることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の可搬摩擦試験装置。
4. 【請求項４】 支持部材は門型断面部材の天井壁外面に
   固定されていることを特徴とする請求項３に記載の可搬
   摩擦試験装置。
5. 【請求項５】 支持部材は車輪であることを特徴とする
   請求項３に記載の可搬摩擦試験装置。
6. 【請求項６】 梁部材の歪ゲージが貼付された部位より
   も、梁部材の延在方向に接触子から遠ざかった梁部材の
   部位に取り付けられたバネと、バネを付勢するネジと、
   ネジを支持する支持部材とを備えることを特徴とする請
   求項１に記載の可搬摩擦試験装置。
7. 【請求項７】 支持部材に取り付けられた車輪を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の可搬摩擦試験装置。
8. 【請求項８】 平面内で延在するＬ形状の第１梁部材
   と、第１梁部材の外側に且つ第１梁部材に平行に配設さ
   れ且つ第１梁部材と同一平面内で延在するＬ形状の第２
   梁部材と、第１梁部材の一端と当該一端に対峙する第２
   梁部材の一端とを接続し且つ第１梁部材と第２梁部材と
   に直交して延在し且つ第１梁部材と同一平面内で延在す
   る薄肉の第３梁部材と、第２梁部材の他端から第２梁部
   材の外側へ且つ第２梁部材に直交して延在し且つ第１梁
   部材と同一平面内で延在する薄肉の第４梁部材と、第１
   梁部材の他端から第１梁部材の内側へ且つ第１梁部材に
   直交して延在し且つ第１梁部材と同一平面内で延在し第
   １梁部材に固定された接触子と、第４梁部材の端部に取
   り付けられた握り部と、第３梁部材に貼付された歪ゲー
   ジと、第４梁部材に貼付された歪みゲージとを備え、接
   触子の先端は、第３梁部材の歪ゲージが貼付された部位
   の中心軸線の延長線上にあり、且つ第４梁部材の歪ゲー
   ジが貼付された部位の中心軸線の延長線上にあることを
   特徴とする可搬摩擦試験装置。
9. 【請求項９】 真直梁部材と、梁部材の一端を梁部材の
   延在方向に付勢するバネと、梁部材を所定長さに亘って
   摺動可能に支持すると共にバネを収容する筒状ハウジン
   グと、バネ付勢力調整部材と、梁部材回転阻止部材と、
   梁部材の他端に固定され梁部材と同心に延在する接触子
   と、梁部材の前記他端とハウジングによって摺動可能に
   支持された部位との間で延在する部位に貼付された歪ゲ
   ージとを備えることを特徴とする可搬摩擦試験装置。
10. 【請求項１０】 ハウジングの接触子に対峙する側の端
    部に、接触子を間に挟んで対峙する一対のガイドが配設
    されており、ガイドの先端は円弧状に形成されているこ
    とを特徴とする請求項９に記載の可搬摩擦試験装置。
11. 【請求項１１】 接触子は梁部材に着脱可能に固定され
    ていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項
    に記載の可搬摩擦試験装置。