JP2016535250A - 摩擦材料の弾性特性を特徴とする装置及び方法 - Google Patents

Abstract

摩擦材料の弾性特性を特徴とする装置（１００）は、内方チャンバ（３）の周囲に一体型構造の本体（２）を有する支持ヨーク（１）を備え、前記内方チャンバ（３）は第１一体型本体部（２）すなわち上方クロスバー（４）によって上方を形成され、前記内方チャンバ（３）は、第２一体型本体部（３）すなわち下方クロスバー（５）によって下方を形成され、前記上方クロスバー（４）及び前記下方クロスバー（５）は、第３及び第４一体型本体部（２）で形成された２つの側方コラム（６，７）によって互いに連結され、前記一体型本体部は、内方チャンバ（３）に向かう少なくとも１つの出入口（８）を備え、前記上方クロスバーは、内方チャンバ（３）を完全に通過する上方クロスバー（４）及び下方クロスバー（５）とほぼ直交するように配置した装置の軸（Ｘ−Ｘ）上にネジ孔（９）を備え、前記支持ヨーク（１）は、ほぼ完全に前記内方チャンバ（３）内に測定コラム（１０）を収容し、前記測定コラム（１０）は、静的及び動的動作の伝達要素を備え、前記伝達要素は、指示された順番で配置される必要はなく、ほぼ装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って積層された配置され、互いに静的又は動的動作を伝達するために、前記上方クロスバー（４）と前記下方クロスバー（５）の間で一緒に包装するのに適した支持ヨーク（１）と、一旦測定コラム（１０）が包装されれば、予め決められた静的与圧動作を実行するように、ほぼ前記装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って前記上方クロスバー（４）に対して予め決められた変位量に従って前記内方チャンバ（３）に進入するために、少なくとも１つの螺合長さ（２２）を備えた前記貫通孔（９）に係合するのに適した与圧式ネジ（１１）と、制御されて、時間によって変化しやすくもある、予め決められた静的与圧動作時間を有する振動押出動作を、ほぼ前記装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って実行するアクチュエータ（１２）と、与圧動作と前記アクチュエータによる振動押出動作を検出するのに適した少なくとも１つのロードセル（１３）と、与圧式ネジ（１１）による与圧動作又はアクチュエータ（１２）の振動動作を受け、試験すべき材料の試料（１５）に伝えるのに適した、試験すべき材料の試料（１５）を支持するための、少なくとも１つの試料支持部（１４）と、前記アクチュエータ（１２）の振動押出動作によって起こる、少なくとも支持部（１４）の加速度を検出するために、前記少なくとも１つの支持部（１４）に連結された少なくとも１つの加速度センサ又は加速度計（１６）と、を備え、前記測定コラム（１０）は、前記内方チャンバ（３）内に突出する前記与圧式ネジ（１１）の端部に連結された中心軸（１８）を備え、前記中心軸は、装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を備えた実質的な結合構造を有し、前記中心軸（１８）は、互いに反対側の位置に配置され、支持ヨーク（１）の一体型本体（２）に直接又は間接的に連結する、少なくとも一対の連結部（１９）を備え、前記測定コラム（１０）はさ

Description

本発明は、摩擦材料の弾性特性を特徴とする装置及び方法に関する。

特に、本発明は、ブレーキシステムのブレーキパッドのための摩擦材料のような静的及び動的な弾性特性を有する摩擦材料を特徴とする装置及び方法に関する。

例えば、ブレーキシステムの開発段階では、システムの快適性の問題を明確にするために、完成した要素の特別な分析が実施されている。例えば、線形の数値モデルを使用し、車両の全てのサスペンションの安定性を計算している。この計算を正確に行うため、含まれる材料の弾性特性が正確に定義されることが必要であり、特に摩擦材料にとって複雑であるという定義は、圧力及び負荷が作用する周波数に大きく依存する行為であることを示している（材料の非線形）。

あらゆる状態での材料特性の優れた定義は、例えば、動的ベンチとロードテストによって得られた実験結果と一致して徐々に増える計算結果が得られるという直接の利点を有し、解法にかかる時間を抑えつつ、その信頼性を高める。

摩擦材料の弾性定数の周波数特性のための機器が公知であるが、そのような機器は、測定装置の構成の変形や振動のモードが、材料が分析されたことを検出した反応と重複するようになるので、測定装置の連鎖、特に、制限された振動数ですら適用できる動作を制限する測定装置の構成の強い影響のため、かなりの制約がある。

韓国特許公開第20030075496号明細書 米国特許第7398669号明細書

これら公知の解法はいずれも、考えられる試料の静的及び動的反応を測定するテスト装置の構成又は測定装置の影響を制限する方法を提案していない。

そこで、本発明の目的は、従来技術の欠点を解決することができる摩擦材料の弾性特性を特徴とする装置及び方法を提供することである。

また、本発明の目的は、構成するのは簡単であるが、その測定でとりわけ信頼でき、装置の構成そのものの変形と静的及び動的圧力の影響を抑える、摩擦材料の特性を特徴とする装置を提供することである。

さらに、本発明の目的は、励起部品の影響を抑える摩擦材料を特徴とする装置を提供することである。

摩擦材料の弾性特性を利用した装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿う縦断面図である。 図１の摩擦材料の弾性特性を利用した装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿う正面側の断面図である。 試験すべき材料の試料を封止する一対の試料支持部又は支持プレートの装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿う縦断面図である。 支持プレートを組立及び分解するための操作レンチの装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿う縦断面図である。 図１に示す装置で、支持プレートを組立及び分解するための操作レンチと、試験すべき材料の試料を封止する一対の支持プレートと、異なるサイズの試料シートを備えた２つの他の小プレートとを並べた平面図である。 図５の組立品の軸測投影法による図である。 図５の組立品の軸測投影法による装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿う断面図である。 図７の詳細図である。 アクチュエータの与圧ケースの中心軸、ボールジョイント及びアキシャル軸受を目立たせた図１の詳細図である。 中心軸の部分断面図である。 中心軸の部分断面図である。

添付図面を参照すると、摩擦材料を特徴とする弾性特性装置１００は、内方チャンバ３を囲む、一体型又は単一部材の本体２を有する支持ヨーク１を備える。

前記内方チャンバ３は、上方が第１一体型本体部２すなわち上方クロスバー４によって区画され、下方が第２一体型本体部２すなわち下方クロスバー５によって区画されている。

前記上方クロスバー４及び下方クロスバー５は、一体型リング又はヨークの形態で、前記内方チャンバ３を閉鎖するように、第３及び第４一体型本体部２によって形成された２つのサイドコラム６，７によって相互に連結されている。

前記一体型本体は、内方チャンバ３への少なくとも１つの出入口８を備える。

前記上方クロスバー４は、好ましくは、内方チャンバ３に貫通するために、前記上方クロスバー４及び前記下方クロスバー５にほぼ直交するように配置された装置の軸Ｘ−Ｘを画定するように穿孔された貫通孔９を備える。

前記支持ヨーク１は、前記内方チャンバ３内に測定コラム１０をほぼ完全に収容する。

前記測定コラム１０は、分析又は試験されるべき物質の試料に向かって静的及び動的に動作する移送要素を備える。移送要素は、必ずしも後述する順序でなくてもよいが、相互に積み重ね、すなわち前記装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って連続するように配置される。この結果、一方を他方に載せるのに適切となるように前記上方クロスバー４と前記下方クロスバー５の間に挿入され、一方から他方に静的又は動的動作を伝達するように前記上方クロスバー４と前記下方クロスバー５の間に保持される。

一実施形態によれば、前記測定コラムは、少なくとも一部を前記内方チャンバ３に挿入し、前記装置の軸Ｘ−Ｘに沿って前記上方チャンバ４に対して予め決められた位置に長期に亘って設けるために、少なくとも１つの螺合長さ２２を有する前記貫通孔９に螺合するのに適した与圧式ネジ１１を備える。一旦、測定コラム１０が取り付けられれば、所定位置で試料１５を試験する操作状態にあるとき、測定コラム１０には予め決められた静的な与圧が付与される。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、ほぼ前記装置の軸Ｘ−Ｘに沿って、制御下で、変更可能でもある予め決められた時間で、振動押出動作を長期に亘って作用させることができるアクチュエータ１２を備える。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、前記アクチュエータによって長期に亘って作用する与圧及び振動押出動作を検出するのに適した少なくとも１つのロードセルを備える。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、試験されるべき材料の試料１５を支持するために、与圧式ネジ１１による与圧動作又はアクチュエータ１２の振動動作を受けて、試験すべき材料の試料１５に伝達するのに適した少なくとも１つの試料支持部１４を備える。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、少なくとも１つの支持部１４に連結されて、前記与圧に重なるアクチュエータ１２の振動押出動作によって生成される、前記支持部１４の加速度を検出するために、少なくとも１つの加速度センサすなわち加速度計１６を備える。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、前記内方チャンバ３内に突出する前記与圧式ネジ１１の端部に連結される中心シャフト１８を備える。

一実施形態によれば、前記中心シャフトは、装置の軸Ｘ−Ｘと平行な対称面を備えた構造を有する。

一実施形態によれば、前記中心シャフト１８は、軸方向の与圧押出を受けるためであるが、測定コラム１０の支持部にねじり力を伝達するために、そしてほぼ前記装置の軸Ｘ−Ｘに方向付けされた与圧動作を前記アクチュエータ１２に伝達するために、互いに反対位置に設けられ、支持ヨーク１の一体型本体２に直接又は間接的に連結するための少なくとも一対の結合部１９を備える。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０はさらに、前記与圧式ネジ１１と前記アクチュエータ１２の間、又は、前記アクチュエータ１２と前記試料支持部１４の間の押出不均衡の可能性を補正するのに適した少なくとも１つのボールジョイント４２を備える。

一実施形態によれば、前記与圧式ネジ１１は、支持ヨーク１の一体型本体２から外方に向かう操作部２０を備え、前記上方クロスバー４に対して所望の位置に回転させて搬送するために、前記与圧式ネジ１１を把持して操作するための把持部材２１を有する。

一実施形態によれば、前記把持部材２１は、例えば、操作レンチ又は工具を連結するための面を形成されたレンチ部である。

一実施形態によれば、前記操作部は、与圧式ネジ１１の螺合長さ２２の一部を備え、前記螺合長さ２２の一部が一体型本体２から外方に突出する、所望位置に与圧式ネジを締め付けるための締付ナット２３を連結されている。

一実施形態によれば、測定コラムの構成要素は、与圧式ネジ１１によって付与される静的な与圧動作又はアクチュエータ１２によって付与される振動動作を伝達し、非対称な変形を抑制し、これら構成要素の固有振動モードの振動数を増大させるために、装置の軸Ｘ−Ｘと平行な対称面を有する。

一実施形態によれば、前記与圧式ネジ１１は、かなり正確な与圧を長期に亘って作用させるために、マイクロメートルの螺合長さ２２を備えたネジである。

一実施形態によれば、前記アクチュエータ１２は、制御可能に駆動する圧電アクチュエータである。

一実施形態によれば、前記アクチュエータ１２は、装置の軸Ｘ−Ｘにほぼ沿って配置されたスラスト軸を有する。

一実施形態によれば、前記アクチュエータ１２は、連結及び押出手段２８に係合する押出面２７を有する。

一実施形態によれば、前記アクチュエータ１２は、スラスト軸Ｘ−Ｘに沿ってアクチュエータを与圧するための与圧ケース２４内に保持される。

一実施形態によれば、前記アクチュエータの与圧ケース２４は、アクチュエータを保持するのに適したメガネ形状の本体２６を有する螺合コンテナ２５を備え、連結及び押出手段２８の一部が螺合コンテナから出るように、駆動端を移動させて開口２９に対向させる。

一実施形態によれば、前記アクチュエータの与圧ケース２４は、螺合コンテナ２５に保持されたアクチュエータを固定して与圧するために、螺合コンテナ２５に螺合される螺合リッド３０を備える。

一実施形態によれば、螺合リッド３０とアクチュエータ１２の間には、アキシャル軸受３１が挟持され、アクチュエータ１２が与圧ケース２４から駆動スラスト軸に方向付けされた与圧動作を受けるように、螺合コンテナ２５での螺合リッド３０の螺合捩り動作をアクチュエータに伝達することを阻止する。

一実施形態によれば、螺合リッド３１と螺合コンテナ２５の間には、少なくとも一対の固定ダボ３２が設けられ、それはアクチュエータ１２２及び与圧ケース２４の装置の軸Ｘ−Ｘと平行な対称面を保持するために反対位置に配置されている。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０は、装置の軸Ｘ−Ｘに沿って、好ましくは、試料支持部１３，３４に伝達される動作を検出するために、試験すべき材料の試料１５に強固に連結された試料支持部１４，３４の前後、又は、直前及び直後に配置された２つの与圧セル１３，３２を備える。

一実施形態によれば、前記与圧セル１３，３２は、与圧セル１３と支持部１４，３４内に設けたネジシートに保持されるネジダボすなわちスタッド３３によって支持部１３，３４に強固に連結されている。

一実施形態によれば、第２与圧セル３２が、第２試料支持部３４と下方クロスバー５と前記ロードセル３２の間に配置され、測定コラム１０を閉鎖する前記一体型本体２に向かって、与圧式ネジ１１によって付与された与圧と、アクチュエータ１２によって付与された振動とを解放又は伝達するために、前記下方クロスバー５に強固に固定されている。

一実施形態によれば、前記試料支持部１４と第２試料支持部３４は、操作状態において、試験すべき材料の試料１５を、反対側で締め付けて包装し、測定コラム１０を与圧可能とする。

一実施形態によれば、前記試料支持部１４，３４は、試料シートを形成する静止プレートを備える。静止プレートは、装置の軸Ｘ−Ｘに平行な対称面を備え、例えば、一部が軸Ｘ−Ｘを横断する。軸Ｘ−Ｘを横断する部分は、測定コラム１０の静止プレートを組立及び分解する十二面体操作レンチ３６に連結するために十二面体となっている。

一実施形態によれば、前記静止プレート１４，３４は、試料シート３５の反対面の中央に、与圧セル１３を小プレートに固定するためのダボすなわちスタッド３３を固定する貫通孔を備える。

一実施形態によれば、前記少なくとも１つの加速度計１６は圧電式又は静電式の加速度計である。

一実施形態によれば、前記少なくとも１つの加速度計１６は、静止及び振動動作する伝達要素、例えば、試料支持部１４，３４又は静止プレートの反対位置に相互に配置された少なくとも２つの加速度計である。

一実施形態によれば、少なくとも２つの加速度計１６が設けられ、それらは、支持部と加速度計を組み立てるために、装置の軸Ｘ−Ｘと平行な対称面を維持するように、試料支持部１４の反対位置に連結され、さらに第２試料支持部３４の反対位置に連結されている。

一実施形態によれば、さらに測定コラム１０の連結点の近傍の下方クロスバー５に連結された加速度計１５が設けられている。

一実施形態によれば、例えば周波数によって制御されるコマンドのための少なくとも１つの駆動アクチュエータ１７を備えた測定装置はアクチュエータ１２からなる。

一実施形態によれば、前記測定装置は、信号を送受信し、可能であれば、与圧セル１３，３２及び加速度計１６からの信号の時間又は周波数の信号のデジタル化、フィルタリング及び分析をするための信号取得装置３８を備える。

一実施形態によれば、前記測定装置は、予め決定された与圧に従って動的弾性及び動的減衰の計数装置３９を備える。

一実施形態によれば、前記中心軸１８は、少なくとも２つの互いに反対側の溝１９を備え、装置の軸Ｘ−Ｘと平行な対称面を生成するために、操作状態で、前記中心軸１８が与圧式ネジ１１の取り外し中に回転することを阻止するのに適したヨーク１の一体型本体２に連結される止めネジ４１の先端４０を選択的に保持し、測定コラム１０の構成要素に対してほぼ装置の軸Ｘ−Ｘに方向付けられた与圧とは異なる伝送動作を回避する。

一実施形態によれば、前記測定コラム１０はさらに、前記与圧式ネジ１１と前記アクチュエータ１２の間、及び、前記アクチュエータ１２と前記試料支持部１４又は前記ロードセル１３の間の押込可能な取付不良に適した、少なくとも２つのボールジョイント１９を備える。

一実施形態によれば、前記ボールジョイント４２は、滑らかにされたボールジョイント、又は、テフロン(登録商標)等の低摩擦材料をコーティング又は低摩擦材料からなるボールジョイントである。

本発明の装置を使用する摩擦材料の弾性特性に特徴のある方法が以下に簡単に記載されている。

一利用方法によれば、摩擦材料の弾性特性を特徴とする方法は、
試験されるべき材料の試料１５に与圧を付与するステップと、
時間と振幅が制御された重畳振動を付与するステップと、
測定コラム１０が、装置の軸Ｘ−Ｘと平行な面で、前記与圧と前記重畳振動を伝達する要素の対称性を変更することにより曲がるのを阻止するステップと、
前記試料１５での捩り動作を回避するステップと、
装置の軸Ｘ−Ｘと一致又は平行でない方向に向かって与圧押出又は振動取付不良を調整するステップと、
からなる。

一利用方法によれば、付与された重畳振動がほぼ予め決められた与圧値が付与されるようにテストされるべき材料の試料１５に与圧を付与するステップが提供されている。

一利用方法によれば、付与される静的な与圧と動的な振動負荷を検出するステップが提供されている。

一利用方法によれば、試料１５の支持部又は静止プレート１３，３４の加速度を検出するステップが提供されている。

一利用方法によれば、付与された負荷と加速度の反応、試料１５の弾性又は動的減衰を考慮して評価するステップが提供されている。

当業者であれば、後述する特許請求の範囲に記載されるように本発明の保護範囲内において、本質的ではないが、特定の要求を満足するために、本発明に係る装置に対して多くの改良及び変更を行うことができる。

一実施形態によれば、装置１００は、実際の測定装置（測定コラム１０）のためのベースと、硬質な支持体として機能する一体型構造２（ここから、支持ブロックと記載する。）とからなる。（コラムで）要求されるシステムの機能は、与圧、高い周波数のシヌソイド動的負荷、試料に作用する力の測定、及び、関連する移動の測定である。動作する要素は、上方から一定力を付与するネジ１１、周波数シフトを起こさせる圧電アクチュエータ１２、１又は２つのロードセル１３，３２、及び、６つの加速度計１６までである。そして、プレート１４，３４は、試料の位置決め（及び加速度計１６の支持）、アクチュエータ及びセルのセンタリング及び与圧のための構造、種々の構成要素のボールジョイント１９、及び、材料と全てをセンタリングするためのシャフトのために設けられている。

測定コラムは、試験すべき材料を与圧し、負荷（高い周波数のシヌソイド動的負荷）を与え、（力及び位置を）測定する装置の一部である。

名称「コラム」は、完全に線対称ではないとき、力を付与する方向と平行な少なくとも１つの対称面を占有する隣接部分と形状に載置するために、位置決めされた各構成要素の包装位置によって示唆されている。後述する記載で提案される配列順序は単に、組立の一例である。順序に対する唯一の制約は、構成要素の機能基準によって与えられ、特に、各ロードセルは支持プレート１４，３４に載置される片面を備えなければならないが（試験すべき試料に作用する力はこれらで測定される）、例えば圧電式のアクチュエータは、プレート１３，３４のいずれかに、ロードセルが配置された状態で命令することができ、これにより２つの構成要素の間に位置する。

振動分析がマイクロメータオーダーの高い振動周波数と変位を含んでいることを考慮すれば、弾性定数と線対称性とをできるだけ高く維持するための決定は、結合構造と質量の不均衡をできるだけ最小化するために必要とされることに依存し、それはコラムを不均衡にすることにより、動作中にコラムの軸方向と異なる方向の動きを生成する。

特に、マイクロメータ与圧式ネジ１１により、ネジの好ましいピッチのため、コラムの載置面（これにより試料上）に正確な圧力を付与することができる。締付ナット２３が設けられている。

中心軸１８は、ネジ１１によって軸方向に作用する負荷を移動させる。軸１８は半径位置に設けたネジ４１の先端を収容するための溝を有し、一旦外方からネジ４１の先端が挿入されれば、軸１８の回転が阻止され、与圧式ネジ１１から伝達されるトルクに対して反力を作用させる。軸１８は反対側に第２溝１９を有する。この第２溝１９は、不均衡を回避するために、対称性と、半径方向の動きとを向上するために設けられている。また、全ての構成要素の配置を改善することを目的として、軸の端部には次の構成要素を取り付けるためのピンを差し込むようにしてもよい。

例えば、油を差された球面継ぎ手４２は、穿孔された半球状のキャップと連結されたリングナットとからなり、２つの構成要素の間に挿入可能であり、静的負荷が作用してコラム１０が閉鎖している間、有効であり、相対的に小さな回転が２つの構成要素が接触して垂直方向に配置するのを改善することを可能とする。例えば、好ましいスライドに対し、金属製の継ぎ手には油を差す必要がある（この要求に答えることができるテフロン（登録商標）でコーティングを施すようにしてもよい）。

与圧ケース２４を備えた圧電アクチュエータ１２は、高い周波数の動的負荷を生成する構成要素である。高い振動数でシヌソイド電気信号によって制御することにより、マイクロ秒オーダーでの反応速度で伝送される波動関数に続く大きさのオーダーで軸方向に力を付与して変位させることができる。

よりよい機能のために、軸方向に構成要素を与圧するのが好ましいため、与圧ケース２４内でアクチュエータを使用するようにしてもよい。

与圧ケース２４は、アクチュエータ１２のケーブル通路のための孔を有し、ネジ式容器２５と蓋３０とで構成されている。この装置の目的は、カバーを固定することにより、アクチュエータに軸方向の与圧力を付与することである。カバー３０とアクチュエータ１２の間には、軸方向のローラベアリング３１が適切な収容シート共に配置されている。この結果、カバーに作用するトルクはアクチュエータの表面に捩り力を作用させることはなく、軸方向にのみ負荷が作用する。

ロードセル１３，３２には、アクチュエータ１２により順序付けられた配置に関連した動的な力を測定することと、与圧式ネジ１１によって付与された静的な力を測定することとの２つの目的がある。したがって、セルのタイプは高い周波数と静的な測定の両方を達成することができなければならない。

全ての構成要素を中心に位置させるために、セルは特殊鋼の支持部の内側に配置することができる。これらのセルに、スタッドボルト３３を使用し、ネジによって調整される圧縮力を付与し、装置の改良された機能を保証するように与圧してもよい。

支持プレート１４，３４は、試料１５を含む構造の一部である。これらの構成要素の表面には、加速度計１５が対象物の運動パラメータを測定するために配置されている。

それらは鋼製であるのが好ましく、試料１５の摩擦材料よりも硬く、厚さは、システム機能中よりも大きい値で変形させるのに必要な力に置換するのに十分である。このため、それらが伝える圧力は試料の表面にほぼ均等となり、その動きはその変形と一緒に起こる。これらの仮定によれば、加速度計を配置するという選択は、試験材料に付与されるのと同じ支持表面での変位を考慮すれば正しい。

試料との接触面の反対側の支持プレート１４，３４の表面は、セルの与圧式ネジ又は支持ブロックの一端によってロードセルに連結するために使用される。

また、支持プレートは、力を付与する方向に対して軸対称性の高さを保証する形状を有し、例えば、高い対称性を有する十二面体断面であるが、十二面体のレンチ３６のためのレンチ面を備える。

一方で、環状ベースが軸対称性を最大化するならば、他方で、プレートの一方をベースに固定する必要性が、プレートをアダプタ内に挿入することを可能とし、プレートをレンチによって構造外から移動させることができる多角形形状の使用を正当化する。

試料に接触するプレートの表面には、試料を中心に位置させるのを容易にするためにシート３５を設けてもよい。

試料１５は、２つのプレート１４，３４の間に配置され、球状又は円状のベースを有する。試料は、不均質な材料の効果から測定結果をできるだけ遠くに離すために選択される、異なるサイズに切断してもよい。

ここで提供される測定装置により、非線形材料、例えば特に、摩擦材料の弾性定数を直接測定可能である。さらに、システムは、材料（金属含有物、埃の塊等）の非常に不均質な局所状態の影響を最小化するため、センチメートルのオーダーのサイズの特徴を有する試料が測定できるように硬質となっている。

装置は、自動車産業で主な問題の１つであるホイスル現象を含む正確な周波数の範囲で摩擦材料の弾性特性の直接的な情報を提供できる。

装置は、車両のディスクブレーキのためのブレーキ等のブレーキシステムのパッドに静的な負荷を作用させるピストン圧を再生成したり、ディスクの振動によって材料に付与される振動を再生成したりするために使用できる。

材料に付与されるこの特別な負荷状態は、粘弾性材料のためのケルビン・フォークト・モデルを使用することにより示すことができる。

試料の振る舞いは、装置の台に連結された、２つの硬質な表面である支持プレート１４，３４によって位置決めされて力を付与され、弾性スプリングとダンパーを並設されたシステムと比較することができる。

試験中に測定された値は、静的外力及び動的外力ＦstatとFdin（ロードセルを使用した直接的な測定）と、動的外力の発生器と加圧プレートとは反対側の試料ベースとに接触するプレートの表面の変位（２度の信号を統合することにより加速度計から道気枯れた測定）とである。

一旦、力と変位とが分かれば、材料の特性値が演算される。

特に、システムの動力学を研究することにより、２つのプレートの一方に関連する平行方程式を検討することが有用である（以下は、参考として選択された、下方プレートに作用する力の図表である。）。

支持プレートの質量に組み込まれた試料の質量を考慮すると、動的平行方程式は次のように表現することができる。

公知の周波数Ωのシヌソイド動的外力を考慮すると、以下の式で変位、速度及び加速度を表現することができる。

運動方程式の解法が公知であり、以下の式のケルビン・フォークト・モデルに従って試料の硬度（ｋ_p）と減衰（ｒ_p）を表現することができる。

上記式では、Ｆ_cはロードセルで読み取られる力であり、ｘ２は、支持プレートに配置された１以上の加速度計によって得られる加速度であり、ｘ２とｘ１は、加速度計の信号を統合して導かれた２つの支持プレートの動作である。

得られた結果は、所定の周波数で、特定の与圧を付与された試料（パッドの面外弾性モジュラス）に向かう通常方向での硬度と減衰の値である。これにより、装置は、材料がブレーキをかけられている間に影響を受ける加圧状態と全く同じ負荷状態で材料の特性の詳細情報を提供する。

装置は、試料にシヌソイド力を生成する。この力の制御は、一旦周波数が選択されれば、その力自身の大きさによって行われ、その物理的な意味は単に、それによって起こる変位である。

装置によって生成された情報は、例えば、周波数の関数としての弾性モジュラス曲線であり、付与された与圧の各組み合わせと、各力の標準とのための正確に１つの曲線である。

１…支持ヨーク
２…一体型本体
３…一体型本内内方チャンバ
４…上方クロスバー
５…下方クロスバー
６，７…コラム
８…出入口
９…ネジ孔
１０…測定コラム
１１…与圧式ネジ
１２…アクチュエータ
１３…ロードセル
１４…試料支持部
１５…試験する材料の試料
１６…加速度計
１７…中心ネジの内端
１８…中心軸
１９…中心軸と一体型本体の連結部
２０…与圧式ネジの操作部
２１…把持部材
２２…与圧式ネジの螺合長さ
２３…把持ナット
２４…与圧ケース
２５…ネジ容器
２６…メガネ状本体
２７…押出面
２８…連結及び押出手段
２９…ネジ容器開口
３０…ネジリッド
３１…アキシャル軸受
３２…第２ロードセル
３３…ロードセルの連結スタッドボルト
３４…第２試料支持部
３５…試料シート
３６…十二面体操作レンチ
３７…駆動アクチュエータ
３８…信号取得装置
３９…計数装置
４０…止めネジ中心軸の先端
４１…止めネジ
４２…ボールジョイント
１００…装置

Claims (10)

1. 内方チャンバ（３）の周囲に一体型構造を有する本体（２）を備え、
   前記内方チャンバ（３）は、第１一体型本体部（２）で形成された上方クロスバー（４）によって上方を形成され、
   前記内方チャンバ（３）は、第２一体型本体部（２）で形成された下方クロスバー（５）によって下方を形成され、
   前記上方クロスバー（４）及び前記下方クロスバー（５）は、第３及び第４一体型本体部（２）で形成された２つの側方コラム（６，７）によって相互に連結され、
   前記一体型本体部は、内方チャンバ（３）に向かう少なくとも１つの出入口（８）を備え、
   前記上方クロスバーは、内方チャンバ（３）を完全に通過する上方クロスバー（４）と下方クロスバー（５）にほぼ直交するように配置した装置の軸（Ｘ−Ｘ）を上にネジ孔（９）を備え、
   前記支持ヨーク（１）は、ほぼ完全に前記内方チャンバ（３）内に測定コラム（１０）を収容し、
   前記測定コラム（１０）は、静的及び動的動作の伝達要素を備え、前記伝達要素は、指示された順番で配置される必要はなく、ほぼ装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って積層された配置され、互いに静的又は動的動作を伝達するために、前記上方クロスバー（４）と前記下方クロスバー（５）の間で一緒に包装するのに適した支持ヨーク（１）と、
   一旦測定コラム（１０）が包装されれば、予め決められた静的与圧動作を実行するように、ほぼ前記装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って前記上方クロスバー（４）に対して予め決められた変位量に従って前記内方チャンバ（３）に進入するために、少なくとも１つの螺合長さ（２２）を備えた前記貫通孔（９）に係合するのに適した与圧式ネジ（１１）と、
   制御されて、時間によって変化しやすくもある、予め決められた静的与圧動作時間を有する振動押出動作を、ほぼ前記装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って実行するアクチュエータ（１２）と、
   与圧動作と前記アクチュエータによる振動押出動作を検出するのに適した少なくとも１つのロードセル（１３）と、
   与圧式ネジ（１１）による与圧動作又はアクチュエータ（１２）の振動動作を受け、試験すべき材料の試料（１５）に伝えるのに適した、試験すべき材料の試料（１５）を支持するための、少なくとも１つの試料支持部（１４）と、
   前記アクチュエータ（１２）の振動押出動作によって起こる、少なくとも支持部（１４）の加速度を検出するために、前記少なくとも１つの支持部（１４）に連結された少なくとも１つの加速度センサ又は加速度計（１６）と、
   を備え、
   前記測定コラム（１０）は、前記内方チャンバ（３）内に突出する前記与圧式ネジ（１１）の端部に連結された中心軸（１８）を備え、
   前記中心軸は、装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を備えた実質的な結合構造を有し、
   前記中心軸（１８）は、互いに反対側の位置に配置され、支持ヨーク（１）の一体型本体（２）に直接又は間接的に連結する、少なくとも一対の連結部（１９）を備え、
   前記測定コラム（１０）はさらに、前記与圧式ネジ（１１）と前記アクチュエータ（１２）の間、又は、前記アクチュエータ（１２）と前記試料支持部（１４）の間の押出可能な取付不良を補正するのに適した少なくともボールジョイント（４２）を備えることを特徴とする摩擦材料特性装置の弾性体。
2. 前記与圧式ネジ（１１）は、支持ヨーク（１）の一体型本体（２）の外側に移動する操作部（２０）を備え、前記与圧式ネジ（１１）を回転させて前記上方クロスバー（４）に対して所望の位置に運ぶために、前記与圧式ネジ（１１）を把持して操作するための把持部材（２１）を有し、
   前記把持部材（２１）は、操作レンチ又は工具に連結するための小面を形成されたレンチ部であり、
   前記操作部は、与圧式ネジ（１１）の螺合長さ（２２）の一部を備え、前記螺合長さ（２２）の一部は、前記一体型本体（２）から外方に突出し、所望の位置で与圧式ネジを締め付けるために締付ナットを連結され、
   前記測定コラム要素は、与圧式ネジ（１１）によって付与される静的な与圧動作、又は、アクチュエータによって付与される振動動作を伝え、非対称な変形を抑え、又は、これらの億世要素の固有振動モードの周波数を大きくするために、装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を有し、
   前記与圧式ネジ（１１）はマイクロメータの螺合長さ（２２）を有するネジであることを特徴とする請求項１に記載の装置（１００）
3. 前記アクチュエータ（１２）は、制御可能に駆動する圧電アクチュエータであり、
   前記アクチュエータは、装置の軸（Ｘ−Ｘ）にほぼ沿って配置される押出軸を有し、
   前記アクチュエータ（１２）は、連結される押出面（２７）と押出手段（２８）とを有し、
   前記アクチュエータ（１２）は、押出軸（Ｘ−Ｘ）に沿ってアクチュエータを与圧するために与圧ケース（２４）内に保持され、
   前記アクチュエータの与圧ケース（２４）は、前記アクチュエータを保持するのに適したグラス状本体（２５）を有するネジ付き容器（２５）を備え、前記連結部分と押出手段（２８）がネジ付き容器から出るように駆動端を開口（２９）に運び、
   前記アクチュエータの与圧ケース（２４）は、ネジ付き容器（２５）に保持された前記アクチュエータを嵌合させて与圧するために、前記ネジ付き容器（２５）に螺合されたネジ付き蓋（３０）を備え、
   前記ネジ付き蓋（３０）と前記アクチュエータ（１２）の間には、アキシャル軸受（３１）が挟持され、アクチュエータ（１２）が、与圧ケース（２４）からアクチュエータの押出軸に沿って方向付けされた与圧動作を受けるように、ネジ付き容器（２５）にネジ付き蓋（３０）を螺合する捩り動作がアクチュエータ（１２）に伝わることを回避し、
   前記ネジ付き蓋（３１）と前記ネジ付き容器（２５）の間に、少なくとも一対の固定ダボ（３２）が設けられ、それらはアクチュエータ（１２）と与圧ケース（２４）の装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を維持するために正反対の位置に配置される請求項１又は２に記載の装置（１００）。
4. 前記測定コラム（１０）は、装置の軸（Ｘ−Ｘ）に沿って試料支持部（１４，３４）の前後、又は、直前及び直後に位置するように配置され、好ましくは、試料支持部（１４，３４）に伝えられる動作を検出するために、試験されるべき材料の試料（１５）に強固に固定される２つのロードセル（１３，３２）を備え、
   前記ロードセル（１３，３２）は、ネジ付きダボ又はスタッド（３３）によって、ロードセル（１３）内に設けたネジ付きシートに保持される前記支持部（１４，３４）に強固に固定され、
   第２ロードセル（３２）が第２試料支持部（３４）と下方クロスバー（５）の間に配置され、前記下方クロスバー（５）に強固に連結され、与圧式ネジ（１１）によって作用する与圧と、アクチュエータ（１２）によって作用する振動とを、測定装置（１０）を閉鎖する前記一体型本体（２）に解放又は伝達し、
   前記試料支持部（１４）と前記第２試料支持部（３４）は、操作状態で、反対側を保持するか、あるいは、試験すべき材料の試料を包装し、測定コラム（１０）を与圧可能とし、
   前記試料支持部（１４，３４）は、試料シート（３５）を形成する休止プレートを備え、前記休止プレートは装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を有し、例えば、測定コラム（１０）で休止プレートを組立及び分解するために、十二面の操作レンチ（３６）に連結する十二面の装置の軸を横断する断面を備え、
   前記休止プレート（１４，３４）は、前記表面シート（３５）とは反対面の中心に、ロードセル（１３）を小プレートに固定するダボ又はスタッド（３３）を固定するネジ孔を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置（１００）。
5. 前記少なくとも１つの加速度計（１６）は、圧電又は静電加速度計であり、
   前記少なくとも１つの加速度計（１６）は、静的及び振動動作伝達要素、例えば、試料指示部（１４，３４）又は休止プレートの対向位置に配置される少なくとも２つの加速度計であり、
   支持部と一対の加速度計の組立のために、装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を維持するために、試料指示部（１４）とは反対位置に連結される少なくとも２つの加速度計が設けられ、
   さらに、測定コラム（１０）又は測定コラムベースの連結点の近傍の下方クロスバー（５）に連結される加速度計（１６）が設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置（１００）。
6. 前記アクチュエータ（１２）は、例えば、周波数制御により駆動制御される少なくとも１つのアクチュエータ（３７）の操作を行う測定装置を備え、
   前記測定装置は、信号と時間、あるいは、ロードセル（１３，３２）と加速度計（１６）からの信号の周波数分析を出力、受信、フィルタリングする信号取得装置（３８）を備え、
   前記測定装置は、予め決められた与圧を行う試料の動的弾性及び動的減衰を計算するための装置（３９）を備えることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置（１００）。
7. 前記中心軸（１８）は、装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な対称面を形成するために、少なくとも２つの互いに対向する溝（１９）を備え、前記溝の少なくとも１つは、操作状態で、前記中心軸（１８）が与圧式ネジ（１１）の変位中に回転するのを阻止するのに適したヨーク（１）の一体型本体（２）に連結された止めネジ（４１）の先端（４０）を選択的に保持し、装置の軸（Ｘ−Ｘ）に対して測定コラム（１０）の構成要素に向かってほぼ方向付けされた与圧と相違する動作の伝達を回避することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置（１００）。
8. 前記測定コラム（１０）は、さらに、前記与圧式ネジ（１１）と前記アクチュエータ（１２）の間、及び、前記アクチュエータ（１２）と、前記試料支持部（１４）又は前記ロードセル（１３）の間の押出可能な取付不良を補正するのに適した少なくとも２つのボールジョイント（１９）を備え、
   前記ボールジョイント（４２）は、油を差されたボールジョイントであるか、あるいは、テフロン（登録商標）等の非又は低摩擦材料で形成又はコーティングされていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の装置（１００）。
9. 試験すべき材料の試料に与圧を付与するステップと、
   時間及び幅を制御して重複した振動を付与するステップと、
   測定コラム（１０）が装置の軸（Ｘ−Ｘ）と平行な面内で与圧と、重複した振動とを伝達する対称な構成要素を照合することにより曲がることを阻止するステップと、
   試料（１５）での捩り動作を回避するステップと、
   装置の軸（Ｘ−Ｘ）と同一又は平行でない方向に方向付けされた与圧押し出し又は振動変位を補正するステップと、
   備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置（１００）によって摩擦材料の弾性特性のための方法。
10. 前記ステップは、
    重複する振動がほぼ予め決められた与圧値で付与されるように試験すべき材料の試料（１５）を与圧するステップと、
    付与された静的な与圧と動的な振動負荷を検出するステップと、
    試料（１５）の支持部又は休止プレート（１４，３４）の加速度を検出するステップと、
    付与された負荷及び加速度の反応を考慮して評価するステップと、
    備えたことを特徴とする請求項９に記載の方法。

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