JP2014122795A - 往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりもコストを安価に抑え且つ事前準備に要する時間と労力を軽減し得る往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法を提供する。
【解決手段】往復動する金属製の稼働片１に対し金属製のピン２を摺接させて行う往復動摩耗試験中に、稼働片１とピン２との間を潤滑している油膜４の厚さを測定する方法に関し、ピン２の摺接面から所要の摩耗代だけ後退した位置に渦電流式膜厚センサ５を埋設しておき、該渦電流式膜厚センサ５のコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、該高周波磁界により稼働片１表面に渦電流が誘導された時の前記コイルのインピーダンス変化を検出し、その変化量を換算して油膜の厚さを求める。
【選択図】図１
【解決手段】往復動する金属製の稼働片１に対し金属製のピン２を摺接させて行う往復動摩耗試験中に、稼働片１とピン２との間を潤滑している油膜４の厚さを測定する方法に関し、ピン２の摺接面から所要の摩耗代だけ後退した位置に渦電流式膜厚センサ５を埋設しておき、該渦電流式膜厚センサ５のコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、該高周波磁界により稼働片１表面に渦電流が誘導された時の前記コイルのインピーダンス変化を検出し、その変化量を換算して油膜の厚さを求める。
【選択図】図１
Description
本発明は、往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法に関するものである。
従来、エンジンのピストンやベアリング等のように潤滑油を介して摺動する金属部品が自動車等に広く用いられているが、これらの金属部品の摩耗を試験により評価することは極めて重要であり、例えば、図５に模式的に示す如く、金属製の稼働片１とピン２とを供試体とし、図示しないモータやクランク機構からなる往復動装置により前記稼働片１を往復動させる一方、該稼働片１に対し前記ピン２を試験治具３により保持して上方から摺接させるようにした往復動摩耗試験が知られている。
斯かる往復動摩耗試験は、稼働片１とピン２との間を潤滑しながら行われるが、その潤滑条件の違いにより試験の評価は大きく変動してしまうので、試験中の潤滑条件を正確に把握するために稼働片１とピン２との摺接面間の油膜の厚さを測定する必要があり、従来においては、静電容量式、Ｘ線式、レーザー式、超音波式といった測定方法を用いて稼働片１とピン２との摺接面間の油膜の厚さを測定するようにしている。
尚、この種の往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
しかしながら、静電容量式、Ｘ線式、レーザー式、超音波式の何れの測定方法を用いた場合でも、往復動摩耗試験中に稼働片１とピン２との間を潤滑している油膜の厚さを測定するにあたっては、大型の計測設備が必要となってコストが高くなる上、その事前準備に煩雑な手順が必要となって多大な労力と時間がかかるという問題があった。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来よりもコストを安価に抑え且つ事前準備に要する時間と労力を軽減し得る往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法を提供することを目的とする。
本発明は、往復動する金属製の稼働片に対し金属製のピンを摺接させて行う往復動摩耗試験中に、稼働片とピンとの間を潤滑している油膜の厚さを測定する方法であって、ピンの摺接面から所要の摩耗代だけ後退した位置に渦電流式膜厚センサを埋設しておき、該渦電流式膜厚センサのコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、該高周波磁界により稼働片表面に渦電流が誘導された時の前記コイルのインピーダンス変化を検出し、その変化量を換算して油膜の厚さを求めることを特徴とするものである。
即ち、ピンに埋設された渦電流式膜厚センサのコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させると、該高周波磁界により稼働片表面に電磁誘導による渦電流が発生し、この渦電流が反電磁界磁場を形成し、この反電磁界磁場の作用により前記コイルのインピーダンスが高周波磁界発生源（渦電流式膜厚センサ）から稼働片表面までの距離に相関して変化するので、そのインピーダンスの変化量を換算することで油膜の厚さが求められる。
この際、ピンの摺接面は試験時間が長くなるにつれ稼働片側の摺動により徐々に摩耗してくるが、渦電流式膜厚センサはピンの摺接面から所要の摩耗代だけ後退した位置に埋設されているので、渦電流式膜厚センサの先端に摩耗が及ぶまでに十分な試験時間が確保されることになり、渦電流式膜厚センサが損傷する前に必要な試験データの収集を図ることが可能となる。
また、本発明においては、ピンの摺接面から渦電流式膜厚センサを後退させる摩耗代を０．２ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲で設定すると良いことが本発明者の研究結果により見いだされており、この範囲に摩耗代を設定すれば、正確な油膜の厚さを測定することが可能な感度を保ちながら試験時間を極力長く確保することが可能となる。
上記した本発明の往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、供試体であるピンに埋設した渦電流式膜厚センサにより往復動摩耗試験中に稼働片とピンとの間の油膜の厚さを測定することができるので、大型の計測設備を不要としてコストを安価に抑えることができ、しかも、その事前準備に煩雑な手順を要しないことから労力と時間を従来より大幅に軽減することができる。
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、ピンの摺接面から渦電流式膜厚センサを後退させる摩耗代を０．２ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲で設定することにより、正確な油膜の厚さを測定することが可能な感度を保ちながら試験時間を極力長く確保することができる。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、先に図５で説明した例の場合と同様に、金属製の稼働片１とピン２とを供試体とし、図示しないモータやクランク機構からなる往復動装置により前記稼働片１を往復動させる一方、該稼働片１に対し前記ピン２を試験治具３により保持して上方から摺接させるようにした往復動摩耗試験を対象とし、この往復動摩耗試験中に稼働片１とピン２との間を潤滑している油膜４の厚さを測定するものであり、図１においては、稼働片１とピン２との摺接面間に油膜４が介在している様子を模式的な拡大図として示している。
そして、本形態例においては、ピン２の先端部分に渦電流式膜厚センサ５が埋設されており、図２に概略的に示す如く、この渦電流式膜厚センサ５に内蔵されているコイル６に対し電源７が高周波電流発生器８を介して接続され、該高周波電流発生器８により前記コイル６に高周波電流を流して高周波磁界を発生させ得るようにしてあり、また、前記コイル６に高周波電流を流す電気回路の適宜位置には、電圧値と電流値とを検出する電圧・電流計９が介装されており、該電圧・電流計９の検出信号９ａが演算装置１０に導かれて前記コイル６のインピーダンス変化が検出され、その変化量が油膜４の厚さに換算されて求められるようになっている。
ここで、図３及び図４に示すように、前記ピン２は軸心部分を中空とした円筒状に形成されており、その中空部分の先端側に渦電流式膜厚センサ５が嵌合装着されているが、前記ピン２の摺接面から所要の摩耗代ｘだけ後退した位置に埋設されるようになっており、より具体的には、前記摩耗代ｘが０．２ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲で設定されている。尚、図３及び図４に示す例においては、前記ピン２の側面に前記渦電流式膜厚センサ５のコイル６を逃がすためのスリット１１が形成されており、該スリット１１は前記ピン２の基端から先端近くまで延びて終端が円弧形状を成すようにしてある。
而して、このようにした場合、前記ピン２に埋設された渦電流式膜厚センサ５のコイル６に高周波電流発生器８により高周波電流を流して高周波磁界を発生させると、該高周波磁界により稼働片１表面に電磁誘導による渦電流が発生し、この渦電流が反電磁界磁場を形成し、この反電磁界磁場の作用により前記コイル６のインピーダンスが高周波磁界発生源（渦電流式膜厚センサ５）から稼働片１表面までの距離に相関して変化するので、そのインピーダンスの変化量を電圧・電流計９が検出する電圧値と電流値に基づいて演算装置１０にて求め、これを換算することで油膜４の厚さが求められる。
この際、ピン２の摺接面は試験時間が長くなるにつれ稼働片１側の摺動により徐々に摩耗してくるが、渦電流式膜厚センサ５はピン２の摺接面から所要の摩耗代ｘだけ後退した位置に埋設されているので、渦電流式膜厚センサ５の先端に摩耗が及ぶまでに十分な試験時間が確保されることになり、渦電流式膜厚センサ５が損傷する前に必要な試験データの収集を図ることが可能となる。
従って、上記形態例によれば、供試体であるピン２に埋設した渦電流式膜厚センサ５により往復動摩耗試験中に稼働片１とピン２との間の油膜４の厚さを測定することができるので、大型の計測設備を不要としてコストを安価に抑えることができ、しかも、その事前準備に煩雑な手順を要しないことから労力と時間を従来より大幅に軽減することができる。
また、ピン２の摺接面から渦電流式膜厚センサ５を後退させる摩耗代ｘを０．２ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲で設定すると良いことが本発明者の研究結果により見いだされており、この範囲に摩耗代ｘを設定すれば、正確な油膜４の厚さを測定することが可能な感度を保ちながら試験時間を極力長く確保することができる。
尚、本発明の往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ 稼働片
２ ピン
４ 油膜
５ 渦電流式膜厚センサ
６ コイル
ｘ 摩耗代
２ ピン
４ 油膜
５ 渦電流式膜厚センサ
６ コイル
ｘ 摩耗代
Claims (2)
- 往復動する金属製の稼働片に対し金属製のピンを摺接させて行う往復動摩耗試験中に、稼働片とピンとの間を潤滑している油膜の厚さを測定する方法であって、ピンの摺接面から所要の摩耗代だけ後退した位置に渦電流式膜厚センサを埋設しておき、該渦電流式膜厚センサのコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させ、該高周波磁界により稼働片表面に渦電流が誘導された時の前記コイルのインピーダンス変化を検出し、その変化量を換算して油膜の厚さを求めることを特徴とする往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法。
- ピンの摺接面から渦電流式膜厚センサを後退させる摩耗代を０．２ｍｍ±０．０５ｍｍの範囲で設定することを特徴とする往復動摩耗試験中の油膜厚測定方法。
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2012
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