JP2009210527A - Fretting corrosion testing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、雄型の端子金具と雌型の端子金具などを模した試験片などを互いに接触した状態で、相対的に移動させてフレッチング腐食させるフレッチング腐食試験装置に関する。 The present invention relates to a fretting corrosion test apparatus for fretting corrosion by moving a test piece or the like imitating a male terminal fitting and a female terminal fitting relative to each other.
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。 A wire harness routed in an automobile or the like includes an electric wire and a connector. The connector includes an insulating connector housing and a conductive terminal fitting. The connector housing accommodates the terminal fitting. The terminal fitting is attached to the end of the electric wire. For the terminal fitting, a so-called male terminal fitting (hereinafter simply referred to as a male terminal) and a so-called female terminal fitting (hereinafter simply referred to as a female terminal) are used.
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を筒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。また、これらの雄端子と雌端子は、コネクタハウジング内に収容された格好で、前述したように接続する。 The male terminal has a strip-like or rod-like electrical contact portion. The female terminal includes a cylindrical electrical contact portion and a spring piece that presses the electrical contact portion of the male terminal against the inner surface of the electrical contact portion. When these male terminals and female terminals constitute a wire harness and are routed in an automobile, the strip-shaped or rod-shaped electrical contact portion is inserted into the cylindrical electrical contact portion and the spring piece is strip-shaped or rod-shaped. The electrical contact portions are pressed against the inner surface of the cylindrical electrical contact portion and electrically connected to each other. Further, these male terminals and female terminals are connected in the manner accommodated in the connector housing as described above.
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、例えば50μmなどの微少な距離内を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やコネクタハウジングを設計・開発する段階では、微摺動摩耗(フレッチング腐食)試験装置(例えば、特許文献1参照。)が用いられる。 At this time, when the wire harness is routed in the automobile, the male terminal and the male terminal are moved along the longitudinal direction of the band-like or rod-like electrical contact portion within a minute distance such as 50 μm due to vibration during the running of the automobile. The female terminal may approach or separate from each other. For this reason, a fine sliding wear (fretting corrosion) test apparatus (see, for example, Patent Document 1) is used at the stage of designing and developing the male and female terminals and the connector housing.
前述した微摺動摩耗(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などを互いに接触した状態で微摺動させて、高剛性の圧電振動子に電圧を印加することで、これらの試験片を相対的に移動させて、当該試験片の摩耗(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、試験片の摩耗(所謂フレッチング腐食)状況を確認して、設計・開発対象の端子金具の摩耗(所謂フレッチング腐食)状況を推定することが行われている。このとき、試験片間の電気的な抵抗を測定することにより、前記試験片の評価を行っている。
前述した特許文献1に示されたフレッチング腐食試験装置を用いて、微摺動摩耗(フレッチング腐食)試験を行う際には、試験片間の微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行すると、これら試験片間の摩擦係数が大きくなる。一方、前述した特許文献1に示されたフレッチング腐食試験装置では、圧電振動子が高剛性であるために、常に一定の変位で試験片を相対的に移動させる。このため、試験片間の微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行すると、一定の変位で相対的に移動させるために、これら試験片間に作用する摩擦力が増加することとなる。
When performing the fine sliding wear (fretting corrosion) test using the fretting corrosion test apparatus shown in
自動車にコネクタなどが搭載された状態では、これらコネクタ内の端子金具には、自動車の走行などによる振動が作用するため、コネクタ内の端子金具間には前述した振動にともなる力が作用するだけである。したがって、前述したフレッチング腐食試験装置では、試験片間の微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行すると、過大な力(前述した摩擦力)で試験片を相対的に移動させることとなる。よって、特許文献1に示されたフレッチング腐食試験装置では、特に、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態を正確に再現することが困難であった。
When a connector is mounted on an automobile, the terminal fittings in these connectors are subject to vibrations caused by the running of the automobile, etc., so only the aforementioned vibration force acts between the terminal fittings in the connectors. It is. Accordingly, in the above-described fretting corrosion test apparatus, when the fine sliding wear (fretting corrosion) between the test pieces proceeds, the test piece is relatively moved with an excessive force (the above-described frictional force). Therefore, in the fretting corrosion test apparatus disclosed in
したがって、本発明の目的は、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態を正確に再現することができるフレッチング腐食試験装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fretting corrosion test apparatus capable of accurately reproducing a state in which fine sliding wear (fretting corrosion) has progressed.
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のフレッチング腐食試験装置は、第1の試験片と第2の試験片とを互いに接触させて、これらの試験片を相対的に移動させるフレッチング腐食試験装置において、装置本体と、前記第1の試験片を取り付ける第1の固定部と、前記第2の試験片を取り付けるとともに前記装置本体に取り付けられた第2の固定部と、前記第1の固定部を前記第2の固定部に接離させるとともに前記装置本体に取り付けられた駆動手段と、前記第1の固定部と前記第2の固定部とが互いに接離する際の前記第1の試験片と前記第2の試験片との間の摩擦力を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記試験片間の摩擦力が、予め定められた所定の値を超えないように、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the fretting corrosion test apparatus according to the first aspect of the present invention is configured to bring a first test piece and a second test piece into contact with each other, In the fretting corrosion test apparatus to be moved relatively, the apparatus main body, a first fixing portion for attaching the first test piece, and a second fixing for attaching the second test piece and attached to the apparatus main body. And the drive means attached to the apparatus main body, the first fixing portion, and the second fixing portion are contacted and separated from each other. Detecting means for detecting a frictional force between the first test piece and the second test piece at the time, and a frictional force between the test pieces detected by the detecting means is a predetermined predetermined value. Control the drive means so as not to exceed the value It is characterized a control means, further comprising a that.
請求項2に記載の本発明のフレッチング腐食試験装置は、請求項1記載のフレッチング腐食試験装置において、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記試験片間の摩擦力が予め定められた所定の値となると、前記試験片間の相対的な変位が第2の所定の値減少するように、前記駆動手段を制御することを特徴としている。 A fretting corrosion test apparatus according to a second aspect of the present invention is the fretting corrosion test apparatus according to the first aspect, wherein the control means has a predetermined frictional force between the test pieces detected by the detection means. The driving means is controlled so that the relative displacement between the test pieces decreases by a second predetermined value.
請求項1に記載した本発明によれば、検出手段が検出した試験片間の摩擦力が所定の値を超えないように、駆動手段を制御する制御手段を備えているので、試験片間の摩擦力が所定の値を超えて、フレッチング腐食試験の進行とともに、過大に増加することを防止できる。 According to the first aspect of the present invention, since the control means for controlling the drive means is provided so that the frictional force between the test pieces detected by the detection means does not exceed a predetermined value, It can be prevented that the frictional force exceeds a predetermined value and excessively increases with the progress of the fretting corrosion test.
請求項2に記載した本発明によれば、試験片間の摩擦力が所定の値となると、制御手段が、試験片間の相対的な変位を第2の所定の値減少させる。このため、試験片間の摩擦力が所定の値を超えることを確実に防止できる。 According to the second aspect of the present invention, when the frictional force between the test pieces reaches a predetermined value, the control means decreases the relative displacement between the test pieces by a second predetermined value. For this reason, it can prevent reliably that the frictional force between test pieces exceeds a predetermined value.
以上説明したように請求項1に記載の本発明は、試験片間の摩擦力が所定の値を超えて、フレッチング腐食試験の進行とともに、過大に増加することを防止できる。したがって、自動車に搭載されて、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態を正確に再現することができる。
As described above, the present invention according to
請求項2に記載の本発明は、試験片間の摩擦力が所定の値を超えることを確実に防止できるので、自動車に搭載されて、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態をより正確に再現することができる。 The present invention according to claim 2 can surely prevent the frictional force between the test pieces from exceeding a predetermined value, so that it is mounted on an automobile and the state in which fine sliding wear (fretting corrosion) has progressed is further improved. Can be accurately reproduced.
本発明の一実施形態を図1ないし図12を参照して説明する。図1などに示す本発明の一実施形態にかかるフレッチング腐食試験装置1は、図9に示す第1の端子金具としての雄型の端子金具(以下雄端子と呼ぶ)2と、図10に示す第2の端子金具としての雌型の端子金具(以下雌端子と呼ぶ)3とが互いに接続して、これら端子2,3を微摺動摩耗(フレッチング腐食)させたときを再現する装置である。フレッチング腐食試験装置1は、端子2,3の設計・開発段階において、前述した電気的な抵抗などの微摺動摩耗(フレッチング腐食)状況を把握して、把握した微摺動摩耗(フレッチング腐食)状況を端子2,3の設計の資として役立てるために用いられる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A fretting
雄端子2は、導電性の板金を折り曲げられて得られる。雄端子2は、図9に示すように、第1の電気接触部としてのタブ4と、電線接続部5と、連結部6と、を一体に備えている。タブ4は、帯状(平板状)に形成されている。タブ4は、帯状に形成されて、雌端子3の後述する筒部8内に挿入されて、該雌端子3と電気的に接続する。
The male terminal 2 is obtained by bending a conductive sheet metal. As shown in FIG. 9, the male terminal 2 is integrally provided with a
電線接続部5は、電線を加締める加締め片7を複数備えている。電線接続部5は、加締め片7が電線を加締めることにより、該電線の芯線と電気的に接続する。連結部6は、筒状に形成されており、タブ4と電線接続部5とを電気的に接続している。雄端子2は、タブ4と連結部6と電線接続部5とがタブ4の長手方向に沿って順に連結している。
The electric
前述した構成の雄端子2は、図11に示すように、第1のコネクタハウジングとしての雌型のコネクタハウジング(以下雌ハウジングと呼ぶ)101内に収容される。 As shown in FIG. 11, the male terminal 2 having the above-described configuration is housed in a female connector housing 101 (hereinafter referred to as a female housing) 101 as a first connector housing.
雌端子3は、導電性の板金を折り曲げられて得られる。雌端子3は、図10に示すように、第2の電気接触部としての筒部8と、ばね片9と、電線接続部10と、を一体に備えている。筒部8は、筒状に形成されている。ばね片9は、帯状に形成されており、筒部8内に曲げられた格好で収容されている。ばね片9は、弾性変形可能である。ばね片9は、筒部8内に侵入した雄端子2のタブ4を筒部8の内面に向かって押す。ばね片9がタブ4を筒部8の内面に向かって押して、筒部8は、雄端子2と電気的に接続する。
The
電線接続部10は、電線103(図11に示す)を加締める加締め片11を複数備えている。電線接続部10は、加締め片11が電線103(図11に示す)を加締めることにより、該電線103の芯線と電気的に接続する。雌端子3は、筒部8と電線接続部10とがばね片9の長手方向に沿って互いに連結している。
The electric
前述した構成の雌端子3は、図11に示すように、第2のコネクタハウジングとしての雄型のコネクタハウジング(以下雄ハウジングと呼ぶ)102内に収容される。雄ハウジング102は、雌ハウジング101と嵌合する。
As shown in FIG. 11, the
ハウジング101,102内に収容されかつこれらのハウジング101,102が互いに嵌合して、図11に示すように、タブ4が筒部8内に侵入しかつばね片9がタブ4を筒部8の内面に向かって押し付けて、雄端子2と雌端子3とは互いに接続する。
The
フレッチング腐食試験装置1は、図11に示すように、互いに接続された端子2,3間に生じる微摺動摩耗(フレッチング腐食)を再現するために、図2及び図3に示す第1の試験片81と第2の試験片82とを互いに接触させて、これらを相対的に移動させて、これらの試験片81,82の微摺動摩耗(フレッチング腐食)状況を再現・把握する装置である。
As shown in FIG. 11, the fretting
第1の試験片81は、前述した雄端子2を模しており、雄端子2と同様の板金からなり平板状に形成されている。第2の試験片82は、前述した雌端子3を模しており、雌端子3と同様の板金からなる。
The
第2の試験片82は、樋状の樋部83と、該樋部83の両縁から外方向に伸びた一対のフランジ部84とを一体に備えている。樋部83の底部83aには、突起85が設けられている。第2の試験片82は、図3に示すように、突起85が第1の試験片81と接触する。突起85は、雌端子3のばね片9のタブ4に接触する箇所を模している。また、図3に示すように、第2の試験片82の突起85と第1の試験片81とが接触した接点C1は、前述した端子2,3間の接点Cを模している。
The
本実施形態のフレッチング腐食試験装置1は、第1の試験片81と第2の試験片82の突起85とを接触させかつ第1の試験片81の表面を後述する矢印Sに沿わせた状態で、これらの試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させる。そして、フレッチング腐食試験装置1は、これらの試験片81,82間をフレッチング腐食させる。そして、これらの試験片81,82間の電気的な抵抗を測定することにより、前記試験片81,82即ち端子2,3の微摺動摩耗(フレッチング腐食)状況を把握する。
In the fretting
即ち、フレッチング腐食試験装置1は、予め定められた距離内を予め定められた回数、試験片82,83を相対的に移動させた際の試験片82,83間の電気的な抵抗を測定することにより、端子2,3の設計の良否を判定する。
That is, the fretting
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、駆動手段としての駆動部14と、支持テーブル16と、支持テーブル16に取り付けられた第1の固定部としての第1の固定具17と、第2の固定部としての第2の固定具18と、検出手段としてのレーザ変位計58と、測定手段としての測定部19と、検出手段としての荷重センサ59と、連結部材62と、制御手段としての制御装置20と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the fretting
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。
The base 12 includes a
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。
The
駆動部14は、第1の駆動手段としての圧電振動子15と、第2の駆動手段としてのステッピングモータ53と、これらを連結する連結手段としての連結片54を備えている。
The
圧電振動子15は、連結片54と支持テーブル16との間に設けられており、これらを連結している。即ち、圧電振動子15は、支持テーブル16、連結片54及びステッピングモータ53などを介してベース12のベース本体21と第1の固定具17とを互いに連結している。
The
圧電振動子15は、図8に示すように、本体部48と、一対の押圧板46と、を備えている。本体部48は、円筒状のケース41と、該ケース41内に収容されるサブアッセンブリ42とを備えている。サブアッセンブリ42は、圧電素子43と、一対の電極44と、一対の絶縁板45と、を備えている。圧電素子43は、円板状に形成されている。圧電素子43は、例えば、チタン酸鉛(PT)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)や水晶などの高剛性でかつ圧電性を有する材料からなる。
As shown in FIG. 8, the
一対の電極44は、それぞれ円板状に形成されている。一対の電極44は、それぞれ、圧電素子43の両表面に重ねられている。一対の電極44は、圧電素子43と接触しかつこの圧電素子43を互いの間に挟み込んでいる。電極44には、それぞれ、リード線47などが接続している。リード線47は、電源49に接続している。一対の絶縁板45は、それぞれ円板状に形成されている。一対の絶縁板45は、電極44に重ねられている。絶縁板45は、互いの間に電極44を挟み込んでいる。
The pair of
押圧板46は、円板部50と、出力部としての円柱部51とを一体に備えている。円板部50と円柱部51とは互いに同軸的に配されている。円板部50は絶縁板45に重ねられかつケース41内に収容されている。円柱部51は、ケース41外に突出している。一対の押圧板46は、互いの間に絶縁板45を挟み込んでいる。一方の押圧板46の円柱部51は、連結片54に連結している。
The
このため、本体部48は、一方の押圧板46の円柱部51と連結片54及びステッピングモータ53を介してベース12のベース本体21に取り付けられている。他方の押圧板46の円柱部51には、出力軸63(図8などに示す)が取り付けられている。他方の押圧板46の円柱部51は、出力軸63と連結部材62などを介して支持テーブル16に連結している。
For this reason, the
このため、他方の押圧板46の円柱部51は、支持テーブル16を介して第1の固定具17に取り付けられている(連結している)。また、一対の押圧板46の円板部50と円柱部51とは、互いに同軸となっている。さらに、円柱部51は、出力軸63と同軸となっている。
For this reason, the
圧電振動子15の圧電素子43は、電源49などによって一対の電極44間に印加されて歪むとともに、絶縁板45などを介して押圧板46を振動させる。圧電素子43は、電源49などによって一対の電極44間に印加されると、押圧板46の円柱部51の中心軸P1(図8中などに一点鎖線で示す)に沿って、所定の周波数で振動する。そして、圧電素子43は、押圧板46の特に円柱部51を本体部48から前記中心軸P1に沿って突没させる。
The
そして、圧電素子43が押圧板46の特に円柱部51を本体部48から前記中心軸P1に沿って突没させることで、圧電振動子15は、第1の周波数で支持テーブル16を中心軸P1に沿って(図8中の矢印Kに沿って)振動させる。こうして、圧電振動子15は、第1の周波数で支持テーブル16を介して第1の固定具17を第2の固定具18に近づけたり離したり(接離)するとともに、第1の周波数で雄端子2を雌端子3に近づけたり離したり(接離)する。
The
前記電源49には、リード線47が接続している。電源49は、インターフェース(図1中にI/Fと示し、以下I/Fと呼ぶ)24を介して、制御装置20に接続している。電源49は、制御装置20からの命令に基づいて、リード線47を介して一対の電極44間に印加する。
A
ステッピングモータ53は、第2の本体部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、I/F24などを介して、制御装置20に接続している。第2の本体部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1中に一点鎖線で示す)を中心として、回転自在に第2の本体部57に支持されている。
The stepping
ステッピングモータ53は、連結片54を介して圧電振動子15と、ベース12と、を互いに連結している。ステッピングモータ53は、軸芯P3を中心としてねじ軸55を回転することで、第1の周波数と異なりかつ該第1の周波数より低い第2の周波数で、軸芯P3に沿って、支持テーブル16を介して第1の固定具87を第2の固定具90に接離させる。
The stepping
連結片54は、第1の固定具17が第2の固定具18に接離する方向に沿ってベース12にスライド自在に支持されている。連結片54には、ねじ孔56が設けられている。ねじ孔56には、ねじ軸55がねじ込まれている。また、連結片54には、一方の押圧板46の円柱部51が連結している。
The connecting
連結片54は、押圧板46の円柱部51の中心軸P1と、ステッピングモータ53のねじ軸55の軸芯P3とが互いに同軸となる状態で、圧電振動子15とステッピングモータ53とを連結する。即ち、中心軸P1と軸芯P3とは、同一線上に位置している。又、連結片54は、ステッピングモータ53が駆動すると、中心軸P1と軸芯P3に沿ってスライドする。
The connecting
駆動部14は、圧電振動子15とステッピングモータ53とのうち一方を駆動して、第1の固定具17を矢印S(中心軸P1,P3と平行な方向)に沿って移動させて、第2の固定具18に接離させる。さらに、駆動部14は、ステッピングモータ53がベース本体21に取り付けられることにより、ベース12に取り付けられている。
The driving
支持テーブル16は、温度槽13内に収容されている。支持テーブル16は、矢印Sに沿って移動自在に収容テーブル22に支持されている。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。
The support table 16 is accommodated in the
第1の固定具87は、周知の軸受86(図4ないし図6に示す)などにより支持テーブル16に矢印Sに沿って移動自在に支持されている。第1の固定具87は、図5に示すように、本体部88と、複数の押さえ部材89とを備えている。本体部88は、軸受86などにより支持テーブル16に矢印Sに沿って移動自在に支持されている。本体部88は、表面が鉛直方向に沿う状態で第1の試験片81を支持する。
The
押さえ部材89は、ねじなどにより本体部88に取り付けられており、このねじのねじ込み量を調整することで本体部88からの距離が変更可能となっている。押さえ部材89は、ねじをねじ込むことにより、第1の試験片81を本体部88に押し付けて固定する。第1の固定具87は、第1の試験片81を取り付ける。
The holding
第2の固定部としての第2の固定具90は、図4に示すように、収容テーブル22に取り付けられている。第2の固定具90は、図1及び図4に示すように、回動支持部91と、揺動アーム92と、試験片支持部93(図5に示す)とを備えている。
The
回動支持部91は、収容テーブル22に取り付けられた取付部94と、枢軸95とを備えている。枢軸95の長手方向は、鉛直方向に沿っている。枢軸95は、その軸芯を中心として回転自在に取付部94に支持されている。また、枢軸95には、揺動アーム92の後述の他端部を第1の固定具87に向かって所定の力で付勢する即ち第2の試験片82を第1の試験片81に向かって所定の力で付勢する図示しないばねなどの付勢手段が取り付けられている。
The
揺動アーム92は、一端部が回動支持部91の枢軸95に固定されている。試験片支持部93は、揺動アーム92の他端部に取り付けられている。試験片支持部93は、突起85が第1の固定具87に相対する状態で第2の試験片82を挟み込んで固定する。第2の固定具90は、第2の試験片82を取り付ける。
One end of the
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。
The
発光受光部61は、装置本体としてのベース12のベース本体21にステッピングモータ53の第2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。
The light emitting / receiving
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87の変位量(移動量)即ち第1の試験片82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87の変位量(移動量)即ち第1の試験片82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。
The light emitting / receiving
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87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。
The
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90を介して第2の試験片83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87を介して第1の試験片82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、前記第1の固定具87と第2の固定具90とを介して、試験片82,83間に所定の電流値で印加する。
The measurement unit 19 includes a power supply unit 25 and a voltmeter 26. The power supply unit 25 includes a positive terminal and a negative terminal. The positive terminal of the power supply unit 25 is electrically connected to the
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90を介して第2の試験片83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87を介して第1の試験片82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、前記第1の固定具87と第2の固定具90とを介して、試験片82,83間の電圧を測定する。前述した構成の測定部19は、制御装置20からの命令に基づいて、前記電源ユニット25が試験片82,83間に印加するとともに、電圧計26が試験片82,83間の電圧を測定する。
The voltmeter 26 has a positive terminal and a negative terminal. The positive terminal of the voltmeter 26 is electrically connected to the
荷重センサ59は、第1の固定具87の本体部88と、支持テーブル16との間に設けられている。荷重センサ59は、第1の固定具87の本体部88と、支持テーブル16とに取り付けられている。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1の固定具87が矢印Sに沿って移動した際に、矢印Sに沿う第1の試験片81と第2の試験片82との間の摩擦力を検出して、検出した摩擦力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。
The
連結部材62は、図7に示すように、金属などからなり平面形状が矩形状に形成されている。連結部材62は、両端部に設けられた第1の連結部66と第2の連結部67と、これらの連結部66,67間即ち中央部に設けられた脆弱部68とを一体に備えている。
As shown in FIG. 7, the connecting
第1の連結部66は、図7に示すように、図示しないボルト及びナットなどによって、出力軸63即ち駆動部14と固定される。第2の連結部67は、図7に示すように、図示しないボルトなどによって、支持テーブル16と固定される。連結部材62は、駆動部14と支持テーブル16とを連結する。駆動部14と支持テーブル16とを連結すると、連結部材62の長手方向は前述した矢印Sと平行になる。
As shown in FIG. 7, the first connecting
脆弱部68には、複数の切欠72が形成されている。切欠72は、連結部材62の側縁から中央部に向かって、連結部材62を構成する母材を切り欠いている。こうして、切欠72は、連結部材62の側縁から凹に形成されている。このように切欠72が形成されることで、脆弱部68は、弾性変形し易くなっている。即ち、脆弱部68は、弾性変形可能となっている。
A plurality of
前述した構成の連結部材62の長手方向即ち矢印S方向の弾性係数は、図11に示すハウジング101,102内に収容された端子2,3が互いに接続した状態で、これらの端子2,3とハウジング101,102を合わせた弾性係数と同等となっている。即ち、連結部材62の矢印S方向の弾性係数は、図11に示す状態の端子2,3とハウジング101,102全体の弾性係数と同等である。
The elastic coefficient in the longitudinal direction, that is, the arrow S direction of the connecting
なお、本明細書の弾性係数が同等であるとは、連結部材62の弾性係数と、端子2,3とハウジング101,102全体の弾性係数とが等しいことと、これらの弾性係数が略等しいことを示している。弾性係数が略等しいとは、これらの弾性係数の差が前述した第1の固定具87と第2の固定具90との相対的な変位に比べて、前述した弾性係数の差により生じる弾性変形量の差がフレッチング腐食試験を行う上で問題にならない程小さいことを示している。
Note that the elastic modulus in this specification is equivalent means that the elastic coefficient of the connecting
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全体の制御をつかさどる。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。
The
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のうち一方を駆動する。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の電極44間に印加させて、支持テーブル16即ち第1の固定具87を第2の固定具90に接離させる。
The
即ち、第1の固定具87と第2の固定具90は、図1中の矢印Sに沿って、相対的に移動して、互いに接離する。勿論、矢印Sは、第1の固定部87と第2の固定具90とが互いに接離する方向をなしている。このための振幅は、例えば50μmなどの微少な距離となっている。
In other words, the
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の電極44間の印加状況を制御して、圧電振動子15の圧電素子43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とのうち一方の振動によって、1回、第1の固定具87が第2の固定具90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に試験片81,82間に印加させるとともに、電圧計26に試験片81,82間の電圧を測定させる。
Then, the
電圧計26から双方向バス27を介して、制御装置20に試験片81,82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試験片81,82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のうち一方を駆動して、圧電素子43を振動させるとともに、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させて、これら試験片81,82間の電気的な抵抗値を求める。
A signal corresponding to the voltage between the
また、制御装置20には、ステッピングモータ53または圧電振動子15が駆動している間の前記荷重センサ59が検出した荷重値(摩擦力)が、アンプ23とI/F24とを介して入力する。
Further, the load value (frictional force) detected by the
こうして、制御装置20即ちフレッチング腐食試験装置1は、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させて、これらの試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定する。また、制御装置20は、圧電振動子15の圧電素子43を一回振動させる毎即ち試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させる毎に、測定部19に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定させても良く、複数回試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させる毎に、測定部19に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定させても良い。制御装置20は、フレッチング腐食試験の開始直後には、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させる毎に測定部19に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定させるのが望ましく、試験の経過時間とともに試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定する間隔(抵抗を測定する間に試験片81,82を互いに接離させる回数)を徐々に大きくするのが望ましい。
Thus, the
例えば、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させるのが1回目から10回目では、毎回試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定するのが望ましい。試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させるのが10回目から100回目では、数回毎に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定するのが望ましい。試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させるのが100回目から1000回目では、数十回毎に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定するのが望ましい。試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させるのが1000回目を越えると、100回毎に試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定するのが望ましい。
For example, when the
また、制御装置20は、前記双方向バス27などを介して周知のプリンタ装置やモニタなどと接続しても良い。この場合、前述した測定結果(試験片81,82間の電気的な抵抗値)などを、前記プリンタ装置やモニタなどから出力させる。
Further, the
さらに、前述したフレッチング腐食試験装置1において、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させる回数が増加するのにしたがって、これら試験片81,82間の摩擦力が徐々に増加する。前述した制御装置20は、圧電振動子15により試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させている最中に、荷重センサ59が検出した荷重値(摩擦力)が、図12に示す予め定められた所定の値Vとなると、圧電振動子15に印加する電圧を低下させて、圧電振動子15の振幅即ち試験片81,82間の相対的な変位を第2の所定の値V2減少させる。
Further, in the fretting
なお、所定の値Vとは、前記端子2,3がハウジング101,102内に収容されて自動車に装備された際に、当該自動車の走行中などの振動により、接点Cに作用する最大の摩擦力とするのが望ましい。こうして、制御装置20は、荷重センサ59が検出した試験片81,82間の摩擦力が前述した所定の値Vとなると、試験片81,82間の相対的な変位が第2の所定の値V2減少するように、圧電振動子15を制御する。そして、制御装置20は、図12中に実線で示すように試験片81,82間の相対的な変位を第2の所定の値V2ずつ減少させて、図12中に実線で示すように、荷重センサ59が検出した試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vを超えないように、圧電振動子15を制御する。
Note that the predetermined value V is the maximum friction that acts on the contact C when the
前述した構成のフレッチング腐食試験装置1を用いて、試験片81,82のフレッチング腐食試験を行う際には、第1の固定具87に第1の試験片81を取り付け、第2の固定具90に第2の試験片82を取り付ける。第2の固定具90に第2の試験片82を取り付ける際には、揺動アーム92を図4中の矢印Mに沿って回転させて行う。
When performing the fretting corrosion test on the
固定具87,90、支持テーブル16及び収容テーブル22を温度槽13内に挿入して、収容テーブル22をベース本体21に固定する。支持テーブル16と出力軸63とに連結部材62を取り付ける。そして、温度槽13内の温度を予め定められた温度に保って、制御装置20に予め記憶されているパターンにしたがって、ステッピングモータ53または圧電振動子15を駆動して、第1の固定具87即ち第1の試験片81を例えば50μmの距離移動する。こうして、第1の試験片81を第2の試験片82に矢印Sに沿って移動させて、これらの試験片81,82を相対的に移動する。
The
試験片81,82が振動している間に、レーザ変位計58で支持テーブル16即ち試験片81,82の相対的な変位を測定するとともに、荷重センサ59で試験片81,82間即ち接点C1の摩擦力を測定する。試験片81,82が接離(相対的に移動)した後、これらの試験片81,82間の電気的な抵抗値を、測定部19などを用いて測定する。こうして、所定回数、試験片81,82を矢印Sに沿って相対的に移動させて、試験片81,82間の電気的な抵抗値を測定する。
While the
本実施形態によれば、荷重センサ59が検出した試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vを超えないように、圧電振動子15を制御する制御装置20を備えているので、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vを超えて、フレッチング腐食試験の進行とともに、過大に増加することを防止できる。したがって、自動車に搭載されて、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態を正確に再現することができる。
According to this embodiment, since the
また、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vとなると、制御装置20が、試験片81,82間の相対的な変位を第2の所定の値V2減少させる。このため、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vを超えることを確実に防止できる。したがって、微摺動摩耗(フレッチング腐食)が進行した状態をより正確に再現することができる。
When the frictional force between the
前述した実施形態では、試験片81,82を相対的に移動させてこれら試験片81,82間の電気的な抵抗値などを測定したが、本発明では、雌端子2と雄端子3の実物を用いて、フレッチング腐食試験を行っても良い。
In the above-described embodiment, the
また、前述した実施形態では、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vとなると圧電振動子15の振幅を第2の所定の値V2ずつ減少させて、フレッチング腐食試験中に、圧電振動子15の振幅を段階的に減少させている。しかしながら、本発明では、フレッチング腐食試験中に、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vとなると振動子15の振幅を連続して徐々に減少させても良い。
Further, in the above-described embodiment, when the frictional force between the
さらに、本発明では、ステッピングモータ57により矢印Sに沿って試験片81,82を相対的に変位させる際にも、試験片81,82間の摩擦力が所定の値Vとなると、ステッピングモータ57による試験片81,82間の相対的な変位を第2の所定の値V2減少させても良い。
Further, in the present invention, when the
なお、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。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 フレッチング腐食試験装置
12 ベース(装置本体)
14 駆動部(駆動手段)
20 制御装置(制御手段)
59 荷重センサ(検出手段)
81 第1の試験片
82 第2の試験片
87 第1の固定具(第1の固定部)
90 第2の固定具(第2の固定部)
V 所定の値
V2 第2の所定の値
1 Fretting corrosion test equipment 12 Base (equipment main unit)
14 Drive unit (drive means)
20 Control device (control means)
59 Load sensor (detection means)
81
90 Second fixture (second fixture)
V predetermined value V2 second predetermined value
Claims (2)
装置本体と、
前記第1の試験片を取り付ける第1の固定部と、
前記第2の試験片を取り付けるとともに前記装置本体に取り付けられた第2の固定部と、
前記第1の固定部を前記第2の固定部に接離させるとともに前記装置本体に取り付けられた駆動手段と、
前記第1の固定部と前記第2の固定部とが互いに接離する際の前記第1の試験片と前記第2の試験片との間の摩擦力を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記試験片間の摩擦力が、予め定められた所定の値を超えないように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするフレッチング腐食試験装置。 In a fretting corrosion test apparatus in which a first test piece and a second test piece are brought into contact with each other and these test pieces are moved relatively,
The device body;
A first fixing part for attaching the first test piece;
A second fixing portion attached to the apparatus main body and attached to the second test piece;
Driving means attached to the apparatus main body and moving the first fixing portion to and away from the second fixing portion;
Detecting means for detecting a frictional force between the first test piece and the second test piece when the first fixed portion and the second fixed portion are brought into contact with and separated from each other;
Control means for controlling the drive means so that the frictional force between the test pieces detected by the detection means does not exceed a predetermined value,
A fretting corrosion testing apparatus characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2008-03-06 JP JP2008056444A patent/JP2009210527A/en not_active Withdrawn
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