JP2009128142A - 試験装置及び試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動子の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる試験装置及び試験方法を安価に提供する。
【解決手段】第１の伝達部材６３がステッピングモータ５３の回転に応じて矢印Ｓ１方向に移動するようにステッピングモータ５３に連結される。第２の伝達部材６４が、第１の伝達部材６３よりも第１の固定具１７側に設けられていて圧電振動子１５の振動方向の第１の固定具１７から離れた側の一端が固定される。第３の伝達部材６５が、第１の伝達部材６３及び第２の伝達部材６４の両部材に固定される。ジョイント部６６が、圧電振動子１５の他端、及び、第３の伝達部材６５、に着脱可能に固定されると共に連結片６７に固定される。
【選択図】図５

Description

本発明は、試験装置及び試験方法に係り、特に、試験片が固定される試験台と、前記試験台を振動させる駆動力を発生する圧電振動子及びモータと、前記圧電振動子及び前記モータが発生する駆動力を前記試験台又は前記試験台に連結して固定された連結片に伝達する伝達手段と、が設けられた試験装置及び当該試験装置を用いた試験方法に関するものである。

自動車などに配索されるワイヤハーネスは、電線とコネクタを備えている。コネクタは、絶縁性のコネクタハウジングと導電性の端子金具とを備えている。コネクタハウジングは、端子金具を収容する。端子金具は、電線の端部などに取り付けられる。端子金具には、所謂雄型の端子金具（以下単に雄端子と呼ぶ）と、所謂雌型の端子金具（以下単に雌端子と呼ぶ）とが用いられる。

雄端子は、帯状又は棒状の電気接触部を備えている。雌端子は、筒状の電気接触部と、電気接触部の内面に雄端子の電気接触部を押し付けるばね片と、を備えている。これらの雄端子と雌端子とは、ワイヤハーネスを構成して、自動車に配索される際に、帯状又は棒状の電気接触部が筒状の電気接触部内に挿入されてばね片が帯状又は棒状の電気接触部の内面に押し付けて、互いに電気的に接続する。

このとき、ワイヤハーネスが自動車に配索されると、該自動車の走行中の振動などによって帯状又は棒状の電気接触部の長手方向に沿って、雄端子と雌端子とが互いに近づいたり離れたりすることがある。このため、前述した雄端子と雌端子を設計・開発する段階では、摺動摩耗（フレッチング腐食）試験装置が用いられる。

前述したフレッチング腐食試験装置は、前記端子金具を構成する金属からなる試験片としての雄端子、雌端子を互いに接触した状態で摺動させて、雄端子、雌端子の摩耗（所謂フレッチング腐食）状況を確認する。こうして、前述した端子金具を設計・開発する段階では、雄端子、雌端子の摩耗状況を確認することが行われている。

従来、上述したフレッチング腐食試験装置の一例として、図１１に示されたようなものが提案されている（特許文献１、２）。同図に示すように、フレッチング腐食試験装置は、図示しない第１の固定具（試験台）に連結された連結片６７と、圧電振動子１５及びステッピングモータ５３（モータ）と、伝達部５４（伝達手段）と、が設けられている。第１の固定具には、図示しない雄端子が固定されている。雄端子は、図示しない第２の固定具に固定された雌端子（図示せず）と嵌合した状態で第１の固定具に固定されている。圧電振動子１５は、第１の固定具を例えば５０μｍ以下で微少振動させる駆動力を発生する。ステッピングモータ５３は、第１の固定具を例えば５０μｍ以上で振動させる駆動力を発生する。

伝達部５４は、上記圧電振動子１５及びステッピングモータ５３が発生する駆動力を第１の固定具に伝達する。伝達部５４は、第１の伝達部材６３と、第２の伝達部材６４と、第３の伝達部材６５と、ジョイント部７４と、を備えている。第１の伝達部材６３は、ステッピングモータ５３の回転に応じて振動方向に移動するようにステッピングモータ５３に連結されている。第２の伝達部材６４は、第１の伝達部材６３よりも連結片６７即ち第１の固定具側に設けられていて圧電振動子１５の振動方向の第１の固定具から離れた側の一端が着脱可能に固定される。第３の伝達部材６５は、第１の伝達部材６３及び第２の伝達部材６４の両部材に固定されている。ジョイント部７４は、圧電振動子１５の振動方向の第１の固定具側の他端、及び、連結片６７、間を着脱可能に連結する。

上述した構成のフレッチング腐食試験装置によれば、端子金具を構成する雄端子、雌端子を例えば５０μｍ以下で接離させて試験を行いたい場合には、圧電振動子１５を振動させる。この圧電振動子１５の振動により第１の固定具が５０μｍ以下で振動して、第１の固定具と第２の固定具とが５０μｍ以下で接離を繰り返す。こうして、雄端子及び雌端子が５０μｍ以下で接離を繰り返す。

これに対して、雄端子、雌端子を例えば５０μｍ以上で接離させて試験を行いたい場合には、ステッピングモータ５３を振動させる。ステッピングモータ５３を振動させると、ステッピングモータ５３の駆動力が第１の伝達部材６３、第３の伝達部材６５、第２の伝達部材６４、圧電振動子１５、ジョイント部７４、連結片６７の順に経由して第１の固定具に伝達される。これにより、第１の固定具が５０μｍ以上で振動して、第１の固定具と第２の固定具とが５０μｍ以上で接離を繰り返す。こうして、雄端子及び雌端子が５０μｍ以上で接離を繰り返す。

上述した構成のフレッチング腐食試験装置によれば、５０μｍ以下の微摺動から５０μ以上の大きな摺動での試験を行うことができる。しかしながら、圧電振動子１５に加わる試験荷重が許容範囲を超えるほど大きい場合、ステッピングモータ５３のみの駆動により摺動させる必要がある。そして、圧電振動子１５の保護のため、圧電振動子１５をフレッチング腐食試験装置から取り外して同形状の金属製ダミーに交換する必要がある。圧電振動子１５は、雄端子及び雌端子の嵌合方向に平行に取り付ける必要がある。このため、圧電振動子１５と金属製ダミーとの交換および調整に要する時間が大きく、また、交換中に圧電振動子１５を破損する可能性がある、という問題点があった。
特開２００３−３１５２３２号公報 特開２００４−３２５３４２号公報

そこで、本発明は、圧電振動子の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる試験装置及び試験方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、試験片が固定される試験台と、前記試験台を振動させる駆動力を発生する圧電振動子及びモータと、前記圧電振動子及び前記モータが発生する駆動力を前記試験台又は前記試験台に連結して固定された連結片に伝達する伝達手段と、が設けられた試験装置において、前記モータの回転に応じて振動方向に移動するように前記モータに連結される第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材よりも前記試験台側に設けられていて前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台から離れた側の一端が固定される第２の伝達部材と、前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材の両部材に固定される第３の伝達部材と、前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台側の他端、及び、前記第３の伝達部材、に着脱可能に固定されると共に前記試験台又は前記連結片に固定されるジョイント部と、が前記伝達手段に設けられていることを特徴とする試験装置に存する。

請求項２記載の発明は、試験片が固定される試験台と、前記試験台を振動させる駆動力を発生する圧電振動子及びモータと、前記圧電振動子及び前記モータが発生する駆動力を前記試験台又は前記試験台に連結して固定された連結片に伝達する伝達手段と、が設けられた試験装置において、前記モータの回転に応じて振動方向に移動するように前記モータに連結される第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材よりも前記試験台側に設けられていて前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台から離れた側の一端が固定される第２の伝達部材と、前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材の両部材に固定される第３の伝達部材と、前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台側の他端、及び、前記試験台又は前記連結片、間を連結する前記試験装置に着脱可能に固定される第１のジョイント部と、前記第３の伝達部材、及び、前記試験台又は前記連結片、間を連結する前記第１のジョイント部の代わりに前記試験装置に着脱可能に固定される第２のジョイント部と、が前記伝達手段に設けられていることを特徴とする試験装置に存する。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の試験装置を用いた試験方法であって、前記圧電振動子にかかる荷重が許容範囲内であり、かつ、前記圧電振動子又は／及び前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第３の伝達部材、及び、前記ジョイント部、の固定を開放すると共に前記圧電振動子の他端、及び、前記ジョイント部、を固定する工程と、前記モータ又は／及び前記モータを駆動させる工程と、を順次行い、前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、第３の伝達部材、及び、前記ジョイント部、を固定すると共に前記圧電振動子の他端、及び、前記ジョイント部、の固定を開放する工程と、前記モータを駆動させる工程と、を順次行うことを特徴とする試験方法に存する。

請求項４記載の発明は、請求項２に記載の試験装置を用いた試験方法であって、前記圧電振動子にかかる荷重が許容範囲内であり、かつ、前記圧電振動子又は／及び前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第１のジョイント部を前記試験台に取り付ける工程と、前記圧電振動子又は／及び前記モータを駆動させる工程と、を順次行い、前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第２のジョイント部を前記試験台に取り付ける工程と、前記モータを駆動させる工程と、を順次行うことを特徴とする試験方法に存する。

以上説明したように請求項１及び３記載の発明によれば、第３の伝達部材、及び、ジョイント部、の固定を開放すると共に圧電振動子の他端、及び、ジョイント部、を固定することにより、圧電振動子又は／及びモータの駆動力により試験台を振動させることができる。また、第３の伝達部材、及び、ジョイント部、を固定すると共に圧電振動子の他端、及び、ジョイント部、の固定を開放することにより、圧電振動子の他端を開放した状態でモータの駆動力により試験台を振動させることができる。また、このとき圧電振動子の他端が開放されているため、試験荷重が圧電振動子の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子が破壊されることがない。それ故、圧電振動子をダミーに交換しなくても、圧電振動子の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うことができ、この試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる。

請求項２及び４記載の発明によれば、第１のジョイント部を用いて圧電振動子の他端と連結片とを連結することにより、圧電振動子又は／及びモータの駆動力により試験台を振動させることができる。また、第１のジョイント部の代わりに第２のジョイント部を用いて第３の伝達部材と連結片とを連結することにより、圧電振動子の他端を開放した状態でモータの駆動力により試験台を振動させることができる。また、このとき圧電振動子の他端が開放されているため、試験荷重が圧電振動子の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子が破壊されることがない。それ故、圧電振動子をダミーに交換しなくても、圧電振動子の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うことができ、この試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる。

第１実施形態
本発明の第１実施形態を図１〜図７を参照して説明する。図１などに示す本発明の試験装置を組み込んだフレッチング腐食試験装置１は、図２に示す試験片としての雄型の端子金具（以下雄端子と呼ぶ）２と、雌型の端子金具（以下雌端子と呼ぶ）３とを取り付ける。フレッチング腐食試験装置１は、端子２、３の長手方向に沿って雄端子２と雌端子３とを互いに近づけて離して（即ち接離して）、端子２、３間の接触部をフレッチング腐食させる。そして、これら端子２、３間の電気的な抵抗を測定することにより、摺動摩耗（フレッチング腐食）状況を把握して、設計・開発に役立てる。即ち、フレッチング腐食試験装置１は、端子２、３の長手方向に沿って予め定めた距離内を予め定めた回数、端子２、３を接離（摺動）させた際の端子２、３間の電気的な抵抗を測定することにより、前記端子２、３の設計の良否を判定する。

フレッチング腐食試験装置１は、図１に示すように、装置本体としてのベース１２と、温度槽１３と、駆動部１４と、支持テーブル１６と、支持テーブル１６に取り付けられた試験台としての第１の固定具１７と、第２の固定具１８と、レーザ変位計５８と、測定部１９と、荷重センサ５９と、制御装置２０と、を備えている。

ベース１２は、工場などのフロア上などに設置されるベース本体２１と、収容テーブル２２とを備えている。収容テーブル２２は、温度槽１３内に収容されるとともにベース本体２１上に設置される。収容テーブル２２は、ベース本体２１に固定される。温度槽１３は、内部が密閉された箱状に形成されている。温度槽１３は、支持テーブル１６と、第１及び第２の固定具１７、１８と、収容テーブル２２と、荷重センサ５９などを収容する。温度槽１３は、内部の空間の温度が所定の温度に保たれるようになっている。

駆動部１４は、圧電振動子１５と、モータとしてのステッピングモータ５３と、伝達部５４とが設けられている。圧電振動子１５は、電源４９（図１）によって電圧が加えられると軸芯Ｐ２（図３中に二点鎖線で示す）方向に所定の周波数で伸縮して、第１の固定具１７を振動させる駆動力を発生する。ステッピングモータ５３は、図３などに示すように、本体部５７と、出力軸としてのねじ軸５５とを備えている。ステッピングモータ５３は、図１に示すように、Ｉ／Ｆ２４を介して制御装置２０に接続している。本体部５７は、ベース１２に固定されている。ねじ軸５５は、その軸芯Ｐ３（図３中に一点鎖線で示す）を中心として、回転自在に本体部５７に支持されている。

上述した伝達部５４には、図３などに示すように、第１の伝達部材６３と、第２の伝達部材６４と、第３の伝達部材６５と、ジョイント部６６と、が設けられている。第１の伝達部材６３は、ステッピングモータ５３の軸芯Ｐ３、圧電振動子１５の軸芯Ｐ２と直交しかつ水平な矢印Ｓ２方向に長尺となるブロック状に設けられている。第１の伝達部材６３は、矢印Ｓ２方向の略中央に上記ステッピングモータ５３のねじ軸５５と螺合するねじ孔６３１が設けられている。第１の伝達部材６３のねじ孔６３１にステッピングモータ５３のねじ軸５５が螺合されている。これにより、第１の伝達部材６３は、ステッピングモータ５３のねじ軸５５の回転に応じて軸芯Ｐ３、即ち矢印Ｓ１方向に移動するようにステッピングモータ５３に連結される。また、第１の伝達部材６３の矢印Ｓ２方向の両端には、後述する一対の第３の伝達部材６５に固定するためのねじ孔６３２（図７参照）が設けられている。

第２の伝達部材６４は、矢印Ｓ２方向に長尺となるブロック状に設けられている。第２の伝達部材６４は、第１の伝達部材６３よりも第１の固定具１７側に設けられている。第２の伝達部材６４は、圧電振動子１５の矢印Ｓ１方向（即ち、圧電振動子１５の振動方向）の第１の固定具１７から離れた側の一端が固定されている。圧電振動子１５は、その軸芯Ｐ２がステッピングモータ５３の軸芯Ｐ３と同軸上に配置されるように上記第２の伝達部材６４に固定される。また、第２の伝達部材６４の矢印Ｓ２方向の両端には、後述する一対の第３の伝達部材６５に固定するためのねじ孔６４１（図７）が設けられている。

一対の第３の伝達部材６５は、矢印Ｓ１方向に長尺となるブロック状に設けられている。一対の第３の伝達部材６５は、互いに矢印Ｓ２方向に離間して配置される。一対の第３の伝達部材６５は、上述した第１の伝達部材６３、第２の伝達部材６４及び後述するジョイント部６６を固定するためのねじ孔６５１、６５２、６５３（図７）が設けられている。この一対の第３の伝達部材６５の一方の上に第１の伝達部材６３の矢印Ｓ２方向の一端を重ねる。また、一対の第３の伝達部材６５の他方の上に第１の伝達部材６３の矢印Ｓ２方向の他端を重ねる。そして、図７に示すように、ボルト７０を第１の伝達部材６３のねじ孔６３２から螺合して、第３の伝達部材６５のねじ孔６５１に螺合してネジ留めする。これにより、一対の第３の伝達部材６５に第１の伝達部材６３を固定することができる。

また、一対の第３の伝達部材６５の他方の上に第２の伝達部材６４の矢印Ｓ２方向の一端を重ねる。また、一対の第３の伝達部材６５の他方の上に第２の伝達部材６４の矢印Ｓ２方向の他端を重ねる。そして、図７に示すように、ボルト７１を第２の伝達部材６４のねじ孔６４１から螺合して、第３の伝達部材６５のねじ孔６５２に螺合してネジ留めする。これにより、一対の第３の伝達部材６５に第２の伝達部材６４を固定することができる。

ジョイント部６６は、図４などに示すように、上面から見て略十字状に形成されている。ジョイント部６６は、矢印Ｓ２方向に突出した一対の固定部６６１が設けられている。この固定部６６１には、上記一対の第３の伝達部材６５に固定するためのねじ孔６６２（図７）が設けられている。そして、一対の第３の伝達部材６５の一方の上に一対の固定部６６１の一方を重ねる。また、一対の第３の伝達部材６５の他方の上に一対の固定部６６１の他方を重ねる。そして、図７に示すように、ボルト７２を固定部６６１のねじ孔６６２から螺合して、第３の伝達部材６５のねじ孔６５３に螺合してネジ留めする。これにより、ネジ留めすれば一対の第３の伝達部材６５にジョイント部６６を固定することができ、ボルト７２を外せば一対の第３の伝達部材６５とジョイント部６６との固定を解除することができる。即ち、ジョイント部６６は、第３の伝達部材６５に着脱可能に固定される。

ジョイント部６６は、図４及び図６などに示すように、矢印Ｓ１方向に突出した一対の固定部６６３が設けられている。一対の固定部６６３は各々、矢印Ｓ１に沿った一対のスリットＳＬと、この一対のスリットＳＬよりも上側の第１の狭持部６６４と、一対のスリットＳＬよりも下側の第２の狭持部６６５と、が設けられている。そして、圧電振動子１５側の固定部６６３の第１の狭持部６６４と第２の狭持部６６５との間に圧電振動子１５の矢印Ｓ１の第１の固定具１７側の他端が挟まれる。連結片６７側の固定部６６３Ｂの第１の狭持部６６４と第２の狭持部６６５との間に第１の固定具１７に連結された連結片６７が挟まれる。上記第１の狭持部６６４と第２の狭持部６６５とには各々、図６に示すように、同軸上にねじ孔６６７、６６８が設けられている。

そして、第１の狭持部６６４と第２の狭持部６６５との間に圧電振動子１５の他端及び連結片６７を挟んだ状態でボルト７３を第１の狭持部６６４のねじ孔６６７から螺合して、第２の狭持部６６５のねじ孔６６８に螺合してネジ留めする。ボルト７３が第２の狭持部６６５のねじ孔６６８にねじ込まれる量に応じて、第１の狭持部６６４、第２の狭持部６６５が鉛直方向に沿って互いに接離する。これにより、ネジ留めすれば圧電振動子１５の他端及び連結片６７にジョイント部６６を固定することができ、ボルト７３を外せば圧電振動子１５の他端及び連結片６７とジョイント部６６との固定を解除することができる。即ち、ジョイント部６６は、圧電振動子１５の他端及び連結片６７に着脱可能に固定される。

支持テーブル１６は、温度槽１３内に収容されている。また、支持テーブル１６には、第１の固定具１７が取り付けられているとともに、連結片６７が一体に形成されている。連結片６７は、支持テーブル１６の外面から駆動部１４に向かって突出している。

第１の固定具１７は、支持テーブル１６に取り付けられている。第１の固定具１７は、図２に示すように、雄端子２を支持テーブル１６に取り付ける。第１の固定具１７は、図２に示すように、一対の挟み片２８が設けられている。

一対の挟み片２８は、支持テーブル１６上に重ねられている。一対の挟み片２８は、前記圧電振動子１５の軸芯Ｐ２、ステッピングモータ５３の軸芯Ｐ３に直交しかつ水平方向に沿って互いに並べられており、互いに接離自在に設けられている。一対の挟み片２８には、それぞれ、取付用ボルト２９が螺合するねじ孔（図示せず）が設けられている。それぞれの挟み片２８に設けられたねじ孔は、互いに同一線上に設けられている。取付用ボルト２９は、一対の挟み片２８の一方のねじ孔から螺合して、他方のねじ孔に螺合する。取付用ボルト２９が他方のねじ孔にねじ込まれる量に応じて、一対の挟み片２８がねじ軸の軸芯に直交しかつ水平方向に沿って互いに接離する。

また、一対の挟み片２８には、それぞれボルト３４が挿入される図示しない長孔が設けられている。ボルト３４は、一対の挟み片２８の長孔に挿入されて、支持テーブル１６に設けた図示しないねじ孔に螺合する。支持テーブル１６に対する一対の挟み片２８の接離方向の位置を調整可能とするために、長孔は接離方向に沿って長尺状に設けられている。

前述した構成によって、第１の固定具１７は、取付用ボルト２９をねじ孔にねじ込むことによって、一対の挟み片２８間に雄端子２を挟む。そして、長孔内をボルト３４が通る位置が調整されて、ボルト３４が支持テーブル１６に設けたねじ孔の奥にねじ込まれる。そして、挟み片２８が支持テーブル１６に固定される。こうして、第１の固定具１７は、雄端子２を支持テーブル１６に固定する。

第２の固定具１８は、ベース１２の収容テーブル２２上に設置されている。第２の固定具１８は、矢印Ｓ１（端子２、３が互いに接離する方向）、即ち圧電振動子１５の軸芯Ｐ２に沿って移動自在に、収容テーブル２２に取り付けられている。第２の固定具１８は、雌端子３を取り付ける。第２の固定具１８は、図２に示すように、ベース１２の収容テーブル２２に取り付けられる本体部６８と、溝３５と、一対の押さえ板３６と、一対の板ばね３７とを備えている。

本体部６８は、前述した矢印Ｓ１に沿って移動自在に収容テーブル２２に支持されている。本体部６８即ち第２の固定具１８は、荷重センサ５９を介してベース１２の収容テーブル２２に取り付けられている。溝３５は、本体部６８の表面から凹に形成されている。溝３５は、雌端子３の外形に沿って形成されている。

一対の押さえ板３６は、板状に形成されている。押さえ板３６は、本体部６８に重ねられる。押さえ板３６には、ボルト４０がねじ込まれている。ボルト４０は、押さえ板３６にねじ込まれて、本体部６８に設けた図示しないねじ孔に螺合する。ボルト４０が、本体部６８に設けたねじ孔の奥にねじ込まれたり、ねじ孔から緩められることにより、押さえ板３６は、鉛直方向に沿って移動自在となる。即ち、押さえ板３６は、本体部６８に接離する。押さえ板３６は、鉛直方向に移動して、本体部６８に近づく第１の位置と、本体部６８から離れた第２の位置とに亘って移動する。押さえ板３６を第２の位置に移動させると、溝３５内に雌端子３を出し入れ自在となる。

前述した構成によって、第２の固定部１８は、第２の位置に押さえ板３６を位置づけて、溝３５内に雌端子３を収容する。次に、第１の位置に押さえ板３６を位置づけて、ボルト４０を本体部６８に設けたねじ孔の奥にねじ込んで、雌端子３を溝３５の底面に向かって押し出した状態で、押さえ板３６を本体部６８に固定する。こうして、第２の固定具１８は、雌端子３を押さえ板３６と溝３５の底面との間に挟んで固定する。

レーザ変位計５８は、反射部材６０と、発光受光部６１とを備えている。反射部材６０は、支持テーブル１６に取り付けられており、この支持テーブル１６から上方に向かって立設している。発光受光部６１は、ベース１２のベース本体２１にステッピングモータ５３の本体部５７を介して取り付けられている。発光受光部６１は、反射部材６０に向かってレーザを照射するとともに、この反射部材６０が反射したレーザを受光する。

発光受光部６１は、レーザを照射及び受光して、第１の固定具１７の変位量（移動量）即ち雄端子２の変位量（移動量）を測定する。発光受光部６１は、アンプ２３とＩ／Ｆ２４を介して制御装置２０に接続している。発光受光部６１即ちレーザ変位計５８は、支持テーブル１６の振動に基づく前述した第１の固定具１７の変位量（移動量）即ち雄端子２の変位量（移動量）をアンプ２３を介して制御装置２０に向かって出力する。

アンプ２３は、Ｉ／Ｆ２４を介して、制御装置２０に接続している。レーザ変位計５８から出力された支持テーブル１６即ち第１の固定具１７の変位に関する情報は、アンプ２３で増幅されて制御装置２０に入力する。測定部１９は、電源ユニット２５と、電圧計２６とを備えている。電源ユニット２５は、プラスの端子とマイナスの端子とを備えている。電源ユニット２５のプラスの端子は、第２の固定具１８を介して雌端子３と電気的に接続する。電源ユニット２５のマイナスの端子は、第１の固定具１７を介して雄端子２と電気的に接続する。電源ユニット２５は、制御装置２０からの命令に基づいて、第１の固定具１７と第２の固定具１８とを介して、端子２、３間に所定の電流値で印加する。

電圧計２６は、プラスの端子とマイナスの端子とを備えている。電圧計２６のプラスの端子は、第２の固定具１８を介して雌端子３と電気的に接続する。電圧計２６のマイナスの端子は、第１の固定具１７を介して雄端子２と電気的に接続する。電圧計２６は、制御装置２０からの命令に基づいて、第１の固定具１７と第２の固定具１８とを介して、端子２、３間の電圧を測定する。

荷重センサ５９は、第２の固定具１８とベース１２の収容テーブル２２との間に設けられており、これらを連結している。荷重センサ５９は、例えば、水晶などの圧電素子を備えている。荷重センサ５９の圧電素子は、第２の固定具１８が矢印Ｓ１に沿って移動した際に、第２の固定具１８と雌端子３に作用する荷重に応じた信号をアンプ２３とＩ／Ｆ２４とを介して制御装置２０に向かって出力する。

制御装置２０は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータであって、前記駆動部１４と電源４９とアンプ２３と測定部１９と荷重センサ５９などと接続して、フレッチング腐食試験装置１全体の制御を司る。制御装置２０は、双方向バス２７などを介して前記電源ユニット２５と電圧計２６とに接続している。制御装置２０は、双方向バス２７などを介してＩ／Ｆ２４と接続している。Ｉ／Ｆ２４には、前記電源４９と、アンプ２３と、ステッピングモータ５３が接続している。制御装置２０は、予め記憶されたプログラムに基づいて、圧電振動子１５とステッピングモータ５３とを駆動する。制御装置２０は、圧電振動子１５を駆動する際には、Ｉ／Ｆ２４を介して電源４９を圧電振動子１５に印加させて、支持テーブル１６即ち第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離される。

そして、制御装置２０は、アンプ２３などを介してレーザ変位計５８から入力する支持テーブル１６の変位に関する情報に基づいて、前記電源４９の印加状況を制御して、圧電振動子１５を予め定められる周波数、振幅などで振動させる。圧電振動子１５とステッピングモータ５３とのうち一方、又は、両方の振動によって、１回、第１の固定具１７が第２の固定具１８に接離すると、制御装置２０は、前記測定部１９の電源ユニット２５を端子２、３間に印加させるとともに、電圧計２６に端子２、３間の電圧を測定させる。

電圧計２６から双方向バス２７を介して、制御装置２０に前記端子２、３間の電圧に応じた信号が伝えられる。制御装置２０は、電圧計２６からの電圧と、電源ユニット２５が印加した電流値とから前記端子２、３間の抵抗値を求める。そして、制御装置２０は、再度、圧電振動子１５とステッピングモータ５３との何れか一方、又は、両方、を駆動して、端子２、３を互いに接離させて、端子２、３間の抵抗値を求める。

次に、前述した構成のフレッチング腐食試験装置１を用いて端子２、３の摺動試験（フレッチング腐食試験）を実施する際の手順について説明する。まず、試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲内であり、かつ、圧電振動子１５の駆動力（振動）で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい（端子２、３を例えば５０μｍ以下の微摺動させたい）場合について説明する。雄端子２と雌端子３とを互いに嵌合させる。次に、上述した第１の固定具１７に雄端子２を固定し、第２の固定具１８に雌端子３を固定する。その後、これら第１の固定具１７、第２の固定具１８、支持テーブル１６及び収容テーブル２２などを温度槽１３内に収容して、収容テーブル２２をベース本体２１に固定する。ボルト７３を用いて連結片６７をジョイント部６６に固定する。

駆動部１４は、図５（Ａ）に示すように、ボルト７０、７１を用いて第１の伝達部材６３及び第２の伝達部材６４を第３の伝達部材６５に固定しておく。また、ボルト７３を用いて圧電振動子１５の他端とジョイント部６６とを固定する。ボルト７２は抜いて第３の伝達部材６５とジョイント部６６との固定は開放しておく。このように第３の伝達部材６５とジョイント部６６との固定を開放することにより、圧電振動子１５を伸縮させることができる。

そして、圧電振動子１５を振動させるための操作を行う。この操作に応じて制御装置２０は、圧電振動子１５に対する電源４９の印加状況を制御して、圧電振動子１５を予め定められる周波数、振幅などで伸縮（振動）させる。圧電振動子１５の振動（駆動力）は、ジョイント部６６、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達される。これにより、雄端子２が雌端子３に接離して、これらの端子２、３が相対的に移動する。このとき試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲内という条件で行っているため圧電振動子１５が破壊することはない。

次に、ステッピングモータ５３の駆動力（振動）で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい（端子２、３を例えば５０μｍ以上の摺動させたい）場合について説明する。上述した場合と大きく異なる点は、駆動部１４のセットの仕方である。駆動部１４は、図５（Ｂ）に示すように、ボルト７２を用いて第３の伝達部材６５とジョイント部６６とを固定する。また、ボルト７３は抜いて圧電振動子１５の他端とジョイント部６６との固定を開放しておく。このように、圧電振動子１５の他端とジョイント部６６との固定を開放することにより、圧電振動子１５の他端が開放される。

そして、ステッピングモータ５３を振動させるための操作を行う。この操作に応じて制御装置２０は、ステッピングモータ５３を制御して、ステッピングモータ５３のねじ軸５５を予め定められる周波数、振幅などで振動させる。ステッピングモータ５３の振動（駆動力）は、ねじ軸５５、第１の伝達部材６３、第３の伝達部材６５、ジョイント部６６、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達される。これにより、雄端子２が雌端子３に接離して、これら端子２、３が相対的に移動する。このとき、圧電振動子１５の他端は開放されているため圧電振動子１５には一切荷重がかからない。従って、このとき試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子１５が破壊されることはない。

上述したように端子２、３が振動している間に、レーザ変位計５８で支持テーブル１６即ち端子２、３の相対的な変位を測定するとともに、荷重センサ５９で端子２、３間の摩擦力を測定する。端子２、３が接離した後、これらの端子２、３間の電気的な抵抗を、測定部１９などを用いて測定する。こうして、所定回数、端子２、３を互いに接離させて、端子２、３間の電気的な抵抗を測定する。

上述したフレッチング腐食試験装置１によれば、ボルト７２を抜いて第３の伝達部材６５、及び、ジョイント部６６、の固定を開放すると共にボルト７３によりネジ留めを行って圧電振動子１５の他端、及び、ジョイント部６６、を固定することにより、圧電振動子１５の駆動力により第１の固定具１７を振動させることができる。また、ボルト７２によりネジ留めを行って第３の伝達部材６５、及び、ジョイント部６６、を固定すると共にボルト７３を抜いて圧電振動子１５の他端、及び、ジョイント部６６、の固定を開放することにより、圧電振動子１５の他端を開放した状態でステッピングモータ５３の駆動力により第１の固定具１７を振動させることができる。また、このとき圧電振動子１５の他端が開放されているため、試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子１５が破壊されることがない。それ故、圧電振動子１５をダミーに交換しなくても、圧電振動子１５の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うことができ、この試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる。

なお、上述した第１実施形態によれば、ステッピングモータ５３の駆動力で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい場合、試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲を超えていなくても圧電振動子１５の他端を開放していたが、本発明はこれに限ったものではない。試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲を超えていなければ、ステッピングモータ５３の駆動力で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい場合であっても、図５（Ａ）に示すように、圧電振動子１５の他端、及び、ジョイント部６６、を固定させると共に第３の伝達部材６５、及び、ジョイント部６６、の固定を開放してもよい。この場合、ステッピングモータ５３の振動（駆動力）は、ねじ軸５５、第１の伝達部材６３、第３の伝達部材６５、第２の伝達部材６４、圧電振動子１５、ジョイント部６６、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達されて、ステッピングモータ５３の駆動力により第１の固定具１７が振動される。

また、上述した第１実施形態によれば、圧電振動子１５とステッピングモータ５３との何れか一方を駆動させて試験を行っていたが、本発明はこれに限ったものではない。試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲内であれば圧電振動子１５とステッピングモータ５３との両方を駆動させて試験を行っても良い。この場合、駆動部１４は図５（Ａ）に示すようにセットする。

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図８及び図９を参照にして説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は伝達部５４の構造である。伝達部５４は、図８などに示すように、第１の伝達部材６３と、第２の伝達部材６４と、第３の伝達部材６５と、第１のジョイント部６６Ａと、第１のジョイント部６６Ａと交換可能な第２のジョイント部６６Ｂと、を備えている。第１の伝達部材６３、第２の伝達部材６４、及び、第３の伝達部材６５、は上述した第１実施形態と同様の構成のためここでは詳細な説明は省略する。第１のジョイント部６６Ａは、図４に示すジョイント部６６の固定部６６１を除いた構成である。第１のジョイント部６６Ａは、図８（Ａ）に示すように、ボルト７３のネジ留めにより圧電振動子１５の他端及び連結片６７間に着脱可能に連結、固定することができる。また、第１のジョイント部６６Ａは、第３の伝達部材６５には固定することができない。

第２のジョイント部６６Ｂは、図４に示すジョイント部６６の圧電振動子１５側の固定部６６３を除いた構成である。第２のジョイント部６６Ｂは、図８（Ｂ）に示すように、ボルト７３のネジ留めにより連結片６７に対して着脱可能に固定することができる。第２のジョイント部６６Ｂは、ボルト７２のネジ留めにより第３の伝達部材６５に対して着脱可能に固定することができる。また、第２のジョイント部６６Ｂは、圧電振動子１５の他端に固定することができない。

次に、前述した構成のフレッチング腐食試験装置１を用いて端子２、３の摺動試験（フレッチング腐食試験）を実施する際の手順について説明する。まず、試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲内であり、かつ、圧電振動子１５又は／及びステッピングモータ５３の駆動力（振動）で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい場合について説明する。第１実施形態と同様に、雄端子２と雌端子３とを互いに嵌合させる。第１の固定具１７及び第２の固定具１８については上述した第１実施形態と同様のためここでは詳細な説明は省略する。

駆動部１４は、図８（Ａ）に示すように、ボルト７０、７１を用いて第１の伝達部材６３及び第２の伝達部材６４を第３の伝達部材６５に固定しておく。また、第１のジョイント部６６Ａを用いて圧電振動子１５の他端と連結片６７とを連結して固定する。第３の伝達部材６５と第１のジョイント部６６Ａとは固定されていないので、圧電振動子１５を伸縮させることができる。

そして、圧電振動子１５又は／及びステッピングモータ５３を振動させるための操作を行う。この操作に応じて制御装置２０は、圧電振動子１５又は／及びステッピングモータ５３を予め定められる周波数、振幅などで振動させる。圧電振動子１５の振動（駆動力）は、第１のジョイント部６６Ａ、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達される。一方、ステッピングモータ５３の振動（駆動力）は、ねじ軸５５、第１の伝達部材６３、第３の伝達部材６５、第２の伝達部材６４、圧電振動子１５、第１のジョイント部６６Ａ、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達される。これにより、雄端子２が雌端子３に接離して、これらの端子２、３が相対的に移動する。このとき試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲内という条件で行っているため圧電振動子１５が破壊することはない。

次に、ステッピングモータ５３の駆動力（振動）で第１の固定具１７を第２の固定具１８に接離させたい場合について説明する。上述した場合と大きく異なる点は、駆動部１４のセットの仕方である。まず、ボルト７３を抜いて圧電振動子１５及び第１のジョイント部６６Ａ、連結片６７及び第１のジョイント部６６Ａ、の固定を開放して、第１のジョイント部６６Ａをフレッチング腐食試験装置１から取り外す。そして、図８（Ｂ）に示すように、第１のジョイント部６６Ａの代わりに第２のジョイント部６６Ｂを用いて第３の伝達部材６５と連結片６７とを連結して固定する。このとき、第２のジョイント部６６Ｂと圧電振動子１５の他端とは固定されていないため、圧電振動子１５の他端が開放される。

そして、ステッピングモータ５３を振動させるための操作を行う。この操作に応じて制御装置２０は、ステッピングモータ５３を制御して、ステッピングモータ５３のねじ軸５５を予め定められる周波数、振幅などで振動させる。ステッピングモータ５３の振動（駆動力）は、ねじ軸５５、第１の伝動部材６３、第３の伝達部材６５、第２のジョイント部６６Ｂ、連結片６７、支持テーブル１６をこの順で介して第１の固定具１７、即ち雄端子２に伝達される。これにより、雄端子２が雌端子３に接離して、これら端子２、３が相対的に移動する。このとき、圧電振動子１５の他端は開放されているため圧電振動子１５には一切荷重がかからない。従って、このとき試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子１５が破壊されることはない。

上述したフレッチング腐食試験装置１によれば、第１のジョイント部６６Ａを用いて圧電振動子１５の他端と連結片６７とを連結することにより、圧電振動子１５又は／及びステッピングモータ５３の駆動力により第１の固定具１７を振動させることができる。また、第１のジョイント部６６Ａの代わりに第２のジョイント部６６Ｂを用いて第３の伝達部材６５と連結片６７とを連結することにより、圧電振動子１５の他端を開放した状態でステッピングモータ５３の駆動力により第１の固定具１７を振動させることができる。また、このとき圧電振動子１５の他端が開放されているため、試験荷重が圧電振動子１５の許容範囲よりも大きくなっても圧電振動子１５が破壊されることがない。それ故、圧電振動子１５をダミーに交換しなくても、圧電振動子１５の許容範囲を超える試験荷重が加わる試験を行うことができ、この試験を行うための調整時間を大幅に短縮することができる。

上述した第１及び第２の実施形態によれば、ジョイント部６６、第１のジョイント部６６Ａ及び第２のジョイント部６６Ｂは連結片６７に固定されていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、ジョイント部６６、第１のジョイント部６６Ａ及び第２のジョイント部６６Ｂを第１の固定具１７に直接固定することも考えられる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子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。

本発明の試験装置を組み込んだフレッチング腐食試験装置の概略の構成を示す説明図である。 図１に示された第１の固定具と第２の固定具との斜視図である。 図１に示された駆動部の斜視図である。 図３に示すジョイント部の斜視図である。 図１に示す駆動部の上面図である。 図５（Ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。 図５（Ｂ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 第２実施形態における駆動部の斜視図である。 従来のフレッチング腐食試験装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ フレッチング腐食試験装置（試験装置）
２ 雄端子（試験片）
１５ 圧電振動子
１７ 第１の固定具（試験台）
５３ ステッピングモータ（モータ）
５４ 伝達部（伝達手段）
６３ 第１の伝達部材
６４ 第２の伝達部材
６５ 第３の伝達部材
６６ ジョイント部
６６Ａ 第１のジョイント部
６６Ｂ 第２のジョイント部
６７ 連結片

Claims (4)

1. 試験片が固定される試験台と、前記試験台を振動させる駆動力を発生する圧電振動子及びモータと、前記圧電振動子及び前記モータが発生する駆動力を前記試験台又は前記試験台に連結して固定された連結片に伝達する伝達手段と、が設けられた試験装置において、
   前記モータの回転に応じて振動方向に移動するように前記モータに連結される第１の伝達部材と、
   前記第１の伝達部材よりも前記試験台側に設けられていて前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台から離れた側の一端が固定される第２の伝達部材と、
   前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材の両部材に固定される第３の伝達部材と、
   前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台側の他端、及び、前記第３の伝達部材、に着脱可能に固定されると共に前記試験台又は前記連結片に固定されるジョイント部と、
   が前記伝達手段に設けられていることを特徴とする試験装置。
2. 試験片が固定される試験台と、前記試験台を振動させる駆動力を発生する圧電振動子及びモータと、前記圧電振動子及び前記モータが発生する駆動力を前記試験台又は前記試験台に連結して固定された連結片に伝達する伝達手段と、が設けられた試験装置において、
   前記モータの回転に応じて振動方向に移動するように前記モータに連結される第１の伝達部材と、
   前記第１の伝達部材よりも前記試験台側に設けられていて前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台から離れた側の一端が固定される第２の伝達部材と、
   前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材の両部材に固定される第３の伝達部材と、
   前記圧電振動子の前記振動方向の前記試験台側の他端、及び、前記試験台又は前記連結片、間を連結する前記試験装置に着脱可能に固定される第１のジョイント部と、
   前記第３の伝達部材、及び、前記試験台又は前記連結片、間を連結する前記第１のジョイント部の代わりに前記試験装置に着脱可能に固定される第２のジョイント部と、
   が前記伝達手段に設けられていることを特徴とする試験装置。
3. 請求項１に記載の試験装置を用いた試験方法であって、
   前記圧電振動子にかかる荷重が許容範囲内であり、かつ、前記圧電振動子又は／及び前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第３の伝達部材、及び、前記ジョイント部、の固定を開放すると共に前記圧電振動子の他端、及び、前記ジョイント部、を固定する工程と、
   前記モータ又は／及び前記モータを駆動させる工程と、を順次行い、
   前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、第３の伝達部材、及び、前記ジョイント部、を固定すると共に前記圧電振動子の他端、及び、前記ジョイント部、の固定を開放する工程と、
   前記モータを駆動させる工程と、を順次行うことを特徴とする試験方法。
4. 請求項２に記載の試験装置を用いた試験方法であって、
   前記圧電振動子にかかる荷重が許容範囲内であり、かつ、前記圧電振動子又は／及び前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第１のジョイント部を前記試験台に取り付ける工程と、
   前記圧電振動子又は／及び前記モータを駆動させる工程と、を順次行い、
   前記モータの駆動力で前記試験台を駆動する場合、前記第２のジョイント部を前記試験台に取り付ける工程と、
   前記モータを駆動させる工程と、を順次行うことを特徴とする試験方法。

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