JP4990676B2 - 摩擦測定装置及び摩擦測定方法 - Google Patents
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請求項1に記載された発明は、測定対象物からなる測定面の摩擦係数を測定する摩擦測定装置であって、第1の測定面が形成される第1の測定対象物を、前記第1の測定面同士を対向配置して保持する一対の第1の保持部材と、第2の測定面が形成される第2の測定対象物を、互いに反対側に位置し前記第1の測定面と対向配置される面に保持する一対の第2の保持部材と、前記第1の測定面と前記第2の測定面とを接触させた状態でこれら測定面に直交する方向の加圧力を付与する加圧手段と、前記第2の保持部材に接続され、前記第2の保持部材を前記第1の測定面と前記第2の測定面との接触面に沿って移動させる移動手段と、前記移動手段に接続され、前記第1の測定面と前記第2の測定面との相対移動が開始される際と相対移動中の荷重を測定する荷重測定手段とを備えたことを特徴とする。
図1は、この発明の摩擦測定装置の第1の参考例の概略を示す図であり、符号1は、摩擦測定装置を、符号M1は第1の測定対象物を、符号S1は第1の測定面を、符号M2は第2の測定対象物を、符号S2は第2の測定面を示している。
なお、第1の参考例において、第1、2の測定対象物とは、例えば、アルミニウム板からなる第1、2の被測定部材W1、W2の表面に形成された第1、2の測定面S1、S2に塗装された塗膜を示している。
第1の保持部材12と第1の被測定部材W1、及び第2の保持部材14と第2の被測定部材W2とは、例えば、ネジ、接着剤、吸引力、それぞれの被測定部材に形成された係合部とこの係合部に対応して保持部材に形成された係合部によって固定自在とされている。
なお、荷重F2は、付与する際に次第に増大されるものである。
移動手段18としては、例えば、シリンダ、モータによる駆動装置等が適用可能である。
荷重測定手段20としては、例えば、ロードセルに代えてバネ秤等を用いてもよい。
まず、第1の保持部材12及び第2の保持部材14の保持部に、第1の測定面S1と第2の測定面S2とが対向するように第1の被測定部材W1及び第2の被測定部材W2とを取付ける。
次いで、移動手段18によって第2の保持部材14に荷重を与えて、第2の測定面S2が第1の測定面S1に対して滑り始めて、第2の保持部材14の移動が開始される際及び移動中の荷重をロードセル20により測定する。
この測定結果(移動が開始される際及び移動中の荷重)にもとづいて、静摩擦係数及び動摩擦係数を算出する。
移動中する際の荷重は、第2の保持部材14の移動が開始された後も引き続き荷重を測定することにより測定可能である。
第2の測定面S2が、第1の測定面S1に接触している状態で測定面に沿った方向の荷重を容易に与えることが可能とされ、第2の測定面S2の移動が開始される際並びに移動中の荷重を容易に測定できる。その結果、第1の測定対象物M1と第2の測定対象物M2からなる第1、2の測定面相互の摩擦係数を容易に知ることができる。
一実施形態において、第1、2の測定対象物とは、例えば、アルミニウム板からなる第1、2の被測定部材W1、W2の表面に形成された第1、2の測定面S1、S2に塗装された塗膜を示しており、第1の被測定部材W1は、平板状に形成され、第2の被測定部材W2は、例えば、有底円筒状に形成されていて底面部分が第2の測定面S2に対応する平板状とされている。
また、保持部34Cの外方側には、例えば、正方形の4つの頂点に対応する位置に第1の保持部材34をなす平板形状の表面から裏面に貫通する貫通孔34Hが形成されている。
第2の保持部材36Lは、加圧シリンダ側に小径部36Eを有する多段円筒形状とされるとともに小径部36Eの端面中央部には軸線方向の凹部が形成されており、第2の保持部材36Rは、第2の保持部材36L側に小径部36Dを有する多段円筒形状をなしており、第2の保持部材36Lと第2の保持部材36Rとは、第2の保持部材36Lの前記凹部に小径部36Dを嵌挿することにより軸方向に連結可能とされている。
また、第2の保持部材36は、第2の保持部材36Lが第1の保持部材34Lと、第2の保持部材36Rは第1の保持部材34Rと対向可能に形成され、それぞれ第2の被測定部材W2、W2が保持可能とされている。
なお、保持部36C、36Cに代えて、例えば、ネジ、接着剤、吸引力、その他の係合方法によって保持してもよい。
なお、加圧手段は、エアシリンダに代えて他の手段を使用することが可能であり、測定面を押圧しているとき以外の進退する際には上記測定面に対して直交する方向以外の移動、押圧をする構成とされてもよい。
なお、荷重F2は、付与する際に次第に増大されるものである。
荷重伝達部材44は、シリンダ42に接続される荷重伝達ワイヤ44Aと、荷重伝達ワイヤ44Aと第2の保持部材36とを接続する引っ掛け治具44Bとからなり、荷重伝達ワイヤ44Aの中間にはロードセル43が配置されるようになっている。
また、引っ掛け治具44Bは、第2の保持部材36L側に形成された凹部44Cに小径部36Eが嵌挿されるとともに貫通孔44Dを通して第2の保持部材36Rが第2の保持部材36Lに接続されることにより、第2の保持部材36と一体をなすようになっており、その状態で上方の荷重伝達ワイヤ44A及び下方の第2の保持部材36に接続されるようになっている。
まず、第1の保持部材34R、34Lのそれぞれの保持部34C、34Cに第1の被測定部材W1、W1を取り付ける。
ロードセル43、荷重伝達ワイヤ44A、引っ掛け治具44Bを介してシリンダ42を第2の保持部材36に接続する。このとき、第2の保持部材36Rの小径部36Dを、第2の保持部材36Lの凹部から抜いて第2の保持部材36Lの小径部36Eに引っ掛け治具44Bの取り付け孔を挿入して再び小径部36Dを上述の凹部に嵌挿して取り付ける。第2の保持部材36には、ロードセルが内蔵されており、第2の保持部材36全体で圧力を測定することができる。
第2の保持部材36に保持された第2の被測定部材W2、W2のそれぞれの第2の測定面S2、S2を、第1の保持部材34R、34Lに保持された第1の測定面S1、S1と平行に対向させる。
次に、第1の測定面S1と第2の測定面S2とが面接触するように、加圧シリンダ40のロッドを前進させて、第1の測定面S1と第2の測定面S2とを接触させて第1の測定面S1と第2の測定面S2とからなる2対の測定面を形成する。
第2の測定面S2が第1の測定面S1に対して滑り始めて、第2の保持部材36の移動が開始される際の荷重をロードセル43により測定する。
この測定結果(移動が開始される際及び移動中の荷重)にもとづいて、静摩擦係数及び動摩擦係数を算出する。
移動中の荷重は、第2の保持部材36の移動が開始された後もシリンダ42による引き上げ操作を引き続き行なうことにより測定可能である。
その結果、シリンダ42により第2の保持部材36を移動する際に、左右の測定面における摩擦力バランスが充分に確保され、第2の保持部材36を測定面S1、S2に沿って容易に移動させることができる。
例えば、加圧手段、移動手段、荷重測定手段等を上記一実施形態に記載したものに代えて他の形態とすることが可能であり、上記実施の形態においては、第2の保持部材が第1の保持部材に対して移動する場合について説明したが、移動手段、荷重測定手段については、第1の保持部材に接続し、又は第1の保持部材と第2の保持部材の双方に接続して使用することも可能である。
また、上記実施の形態においては、測定対象物が塗膜の場合について説明したが、例えば、表面状態が加工面からなる凹凸面同士の相対移動が開始される荷重を測定して、凹凸面の摩擦係数を算出する場合にも適用できることはいうまでもない。
M2 第2の測定対象物
S1 第1の測定面
S2 第2の測定面
W1 第1の被測定部材
W2 第2の被測定部材
1 摩擦測定装置
12 第1の保持部材
14 第2の保持部材
16 ウエイト(加圧手段)
18 移動手段
20 ロードセル(荷重測定手段)
22 加圧機器(加圧手段)
30 摩擦測定装置
34 第1の保持部材
36 第2の保持部材
38 ガイド部材
40 加圧シリンダ(加圧手段)
42 シリンダ(移動手段)
43 ロードセル(荷重測定手段)
Claims (2)
- 測定対象物からなる測定面の摩擦係数を測定する摩擦測定装置であって、
第1の測定面が形成される第1の測定対象物を、前記第1の測定面同士を対向配置して保持する一対の第1の保持部材と、
第2の測定面が形成される第2の測定対象物を、互いに反対側に位置し前記第1の測定面と対向配置される面に保持する一対の第2の保持部材と、
前記第1の測定面と前記第2の測定面とを接触させた状態でこれら測定面に直交する方向の加圧力を付与する加圧手段と、
前記第2の保持部材に接続され、前記第2の保持部材を前記第1の測定面と前記第2の測定面との接触面に沿って移動させる移動手段と、
前記移動手段に接続され、前記第1の測定面と前記第2の測定面との相対移動が開始される際と相対移動中の荷重を測定する荷重測定手段と、を備えたことを特徴とする摩擦測定装置。 - 測定対象物からなる測定面の摩擦係数を測定する摩擦測定方法であって、
第1の測定面が形成される第1の測定対象物を、一対の第1の保持部材により前記第1の測定面同士が対向配置されるように保持し、
第2の測定面が形成される第2の測定対象物を、一対の第2の保持部材により前記第2の測定面が互いに反対側に位置されるとともに前記第1の測定面と対向配置される面に保持し、
前記第1の測定面と前記第2の測定面とを接触させてこれら測定面に直交する方向の加圧力を付与し、
前記第2の保持部材を前記第1の測定面と前記第2の測定面との接触面に沿って移動して、前記第1の測定面と前記第2の測定面との相対移動が開始される際と相対移動する際の荷重を測定することにより第1の測定対象物と第2の測定対象物相互の静摩擦係数及び動摩擦係数を測定することを特徴とする摩擦測定方法。
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