JP6027430B2 - Oil film thickness measurement method during reciprocating wear test - Google Patents
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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。 The present invention relates to a method for measuring an oil film thickness during a reciprocating wear test.
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。
Conventionally, metal parts that slide through lubricating oil, such as engine pistons and bearings, have been widely used in automobiles, etc., but it is extremely important to evaluate the wear of these metal parts by testing, For example, as schematically shown in FIG. 5, the working piece 1 is reciprocated by a reciprocating device comprising a metal working piece 1 and a
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。
Such a reciprocating wear test is performed while lubricating between the working piece 1 and the
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。 The prior art document information related to the oil film thickness measuring method during this type of reciprocating wear test includes the following Patent Document 1.
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。
However, even when using any of the measurement methods of capacitance type, X-ray type, laser type, and ultrasonic type, the oil film that lubricates between the working piece 1 and the
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for measuring an oil film thickness during a reciprocating wear test capable of reducing the cost and reducing the time and labor required for preparation in advance. And
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0.2mm±0.05mmの範囲で設定した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。 The present invention relates to a method for measuring the thickness of an oil film that lubricates between a working piece and a pin during a reciprocating wear test performed by sliding a metal pin against a reciprocating metal working piece. An eddy current film thickness sensor is embedded in a position retracted by a wear allowance set within a range of 0.2 mm ± 0.05 mm from the sliding surface of the pin, and the coil of the eddy current film thickness sensor A high-frequency current is caused to flow to generate a high-frequency magnetic field, and when the eddy current is induced on the surface of the working piece by the high-frequency magnetic field, the impedance change of the coil is detected, and the change amount is converted to obtain the thickness of the oil film It is characterized by this.
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。 That is, when a high-frequency magnetic field is generated by flowing a high-frequency current through the coil of the eddy-current film thickness sensor embedded in the pin, an eddy current due to electromagnetic induction is generated on the surface of the operating piece by the high-frequency magnetic field, and this eddy current is counteracted. An electromagnetic field is formed, and the impedance of the coil changes in correlation with the distance from the high frequency magnetic field source (eddy current type film thickness sensor) to the surface of the operating piece by the action of the demagnetizing field. The oil film thickness is obtained by converting the amount of change.
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。 At this time, the sliding surface of the pin gradually wears due to sliding on one side as the test time becomes longer, but the eddy current film thickness sensor is moved back from the sliding surface of the pin by the required wear allowance. The test data is collected before the tip of the eddy current film thickness sensor is damaged. Can be achieved.
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。 In addition, in the present invention, it has been found by the inventor's research results that the wear allowance for retreating the eddy current film thickness sensor from the sliding surface of the pin should be set in the range of 0.2 mm ± 0.05 mm. If the wear allowance is set within this range, it is possible to ensure the test time as long as possible while maintaining the sensitivity with which an accurate oil film thickness can be measured.
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。 According to the oil film thickness measuring method during the reciprocating wear test of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(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。 (I) According to the invention described in claim 1 of the present invention, the thickness of the oil film between the operating piece and the pin is determined during the reciprocating wear test by the eddy current film thickness sensor embedded in the pin as the specimen. Since measurement can be performed, large-scale measuring equipment is not required and costs can be kept low. In addition, labor and time can be greatly reduced compared to conventional methods because no complicated procedures are required for the preparation. .
(II)本発明の請求項1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。 According to the invention described in claim 1, (II) the present invention, by setting the wear allowance to retract the eddy current film thickness sensor from the sliding surface of the pin in the range of 0.2 mm ± 0.05 mm, The test time can be ensured as long as possible while maintaining the sensitivity capable of accurately measuring the thickness of the oil film.
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. As in the example described with reference to FIG. 5, a metal working piece 1 and a
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。
In this embodiment, an eddy current
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。
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the
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。
Thus, in this case, when a high frequency current is caused to flow through the
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。
At this time, the sliding contact surface of the
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。
Therefore, according to the above embodiment, the thickness of the oil film 4 between the working piece 1 and the
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。
Further, it has been found by the inventor's research results that the wear allowance x for retracting the eddy current
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。 In addition, the oil film thickness measuring method during the reciprocating wear test of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention. .
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
1
Claims (1)
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