JPH0215812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空環境試験装置に係り、特に真空環
境下での種々の精度の高い試験を行なうのに好適
な真空環境試験装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、宇宙開発い伴い、宇宙環境すなわち高真
空雰囲気中での試験装置の要求が高まつてきてい
る。現在、この種の試験装置としては、例えば東
京大学宇宙航空研究所報告第17巻第１号における
木村等による“超高真空摩擦試験機による二、三
の実験結果について”題する文献において論じら
れている。又、高温で高速回転する回転体の回転
強度試験を密閉容器に真空にして行なうことが特
公昭56−31537号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来のこの種の試験装置は一つの実験
目的のためにしか使用できない。一方、近年では
前述した要求にもとづいて種々の試験が可能な装
置が求められているが、汎用性を備えることにつ
いては配慮されていないのが現状である。

本発明の目的は、一つの真空環境試験装置で軸
受、歯車、熱試験等の種々の実験が高精度ででき
る装置を提供するこにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、真空環
境下で試験を行う装置において、真空環境空間を
形成する真空容器に、被試験体を取りつける装着
部と、該被試験体に対する負荷系要素あるいは測
定要素の少なくとも１つ以上の要素を脱着するた
めの脱着部と備え、前記装着部の中心線に対し前
記脱着部の中心線が直交するように配置して実験
目的に応じて、種々の要素を取付けて、一つの装
置により種々の真空環境下での実験を高い精度で
行えるようにしたものである。

〔作用〕

被試験体を取りつける装着部と、該被試験体に
対する負荷系要素あるいは測定要素の少なくとも
１つ以上の要素を脱着するための脱着部を備えて
いるので、１つの真空装置で種々の真空環境試験
が効率良く行なえ、装着部の中心線に対し脱着部
の中心線が直交するように配置しているので、摩
擦面に垂直に荷重を負荷することができる、摩擦
力の方向と摩擦力測定器の軸方向のなす角が直角
となり、精度の高い摩擦、摩耗の測定が可能とな
るなど、精度の高い測定を経済的に行なうことが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明の装置の一実施例を示すもの
で、この図において、真空容器１は車輪２のつい
た架台３の上部に取りつけられている。これによ
り真空容器１を所望の位置に移動させることがで
きる。真空容器１は上容器１ａと、下容器１ｂと
で構成され、そのフランジ１ｃ，１ｄによつて一
体化され、シール材１ｅによつてシールされてい
る。この真空容器１の内部空間が真空環境試験空
間となる。真空容器１の底板１ｆには被試験体を
とりつける装着部をなす真空フランジ４が溶接さ
れている。この真空フランジ４には回転導入機５
が取りつけられている。この回転導入機５の回転
軸７は真空容器１内に導入されている。回転導入
機５は架台３上の電動機６に連結している。電動
機６の回転動力は回転軸７に伝えられる。回転軸
７の上端には被試験体を取りつける試料受け８が
ネジ結合されている。その試料受け８上にはピン
９により摩擦試料１０が試料受け８に対して回転
不可能に載置されている。摩擦試料１０に対向す
る相手試料１１はホルダ１２、摩擦力測定器１
３、荷重測定器１４、内部負荷レバー１５、ベロ
ーズ１６を介して外部負荷レバー１７に連結して
いる。

第６，７図は、第１図に示す摩擦力測定部を詳
細に示した拡大した図である。摩擦試料１０は、
上記したように回転軸７とともに回転される。ホ
ルダ１２には、相手試料１１が固定され、摩擦試
料１０に接触し、押し付けるようになつている。
ホルダ１２は摩擦力測定器１３と連結されている
が、該摩擦力測定器１３は、回転軸７と同方向を
向くように取りつけられた板状のものに摩擦力に
よつて生じる曲げを歪ゲージによつて検出して摩
擦力の測定を行なう。又、荷重測定器１４に摩擦
力測定器１３と同様の板状のものに歪ゲージを貼
つてあるが、板状のものの向きは摩擦力測定器の
それとは直交させてある。このように構成するこ
とにより、外部負荷レバー１７を介して相手試料
１１を摩擦試料１０に押し付ける力を板状のもの
の曲げを歪ゲージで検出することによつて測定す
ることができる。このため、このレバー１７に荷
重Ｗを加えることにより、摩擦試料１０と相手試
料１１との間の摩擦および摩耗の測定実験をする
ことができる。ベローズ１６は真空フランジ４の
中心線と交り、かつ直交する中心線を持ち、真空
容器１ｂの胴部に溶接された真空フランジ１８に
取りつけられている。こうすることにより摩擦試
料１０の摩擦面の垂直に荷重を負荷することがで
きる。又、相手試料１１に作用する摩擦力の方向
と摩擦力測定器の軸方向のなす角が直角となり、
精度の高い摩擦、摩耗の測定が可能となる。

真空容器１の内部にはフインチユーブ形の上ク
ライオパネル１９が挿入されている。この上クラ
イオパネル１９には、チユーブ２０、真空フラン
ジ２１ａ，２１ｂ、チユーブ２２を通して液体窒
が供給され、チユーブ２３、真空フランジ２４
ａ，２４ｂ、チユーブ２５を通して排出される。
チユーブ２０，２５は真空フランジ２６に溶接さ
れており、真空フランジ２１ａ，２１ｂ，２４
ａ，２４ｂを取りはずすことにより上容器１ａか
ら取りはずすことができる。下クライオパネル２
７は上クライオパネル１９と同じ方法で液体窒素
を供給、排出し、また下容器１ｂから取り外すこ
とができる。上、下クライオパネル１９，２７に
よつて真空容器１内あるいは摩擦試料１０を冷却
することができる。加熱に関しては真空容器１の
天板１ｇに真空フランジ４の中心線と同軸部の中
心線をもつように真空フランジ２８が取りつけら
れ、のぞき窓２９、を通して光源３０の光を真空
容器１内に導入し、摩擦試料１０を加熱する。真
空容器１にはターボ分子ポンプ３１とロータリポ
ンプ３２が接続しており、これらの排気により真
空容器１内は真空試験環境雰囲気に設定されてい
る。

この実施例によれば、真空容器１の下容器に少
なくとも１つ以上の被試験体である試験器具、試
料等の挿入用の真空フランジ１８を設けたので、
この真空フランジ１８により他の試験も可能であ
る。

この他の試験の例を第２図によつて説明する。
この図において第１図と同符号のものは同一部分
である。この実施例は軸受３３で支持された回転
導入機５の回転軸７の先端に被試験体となる歯車
３４を取りつける。軸受３３はハウジング３５を
介して底板１ｆに取りつけられる。一方、真空容
器１の下容器１ｂの胴部に接続された真空フラン
ジ１８から第１図に示す実施例で取りつけたベロ
ーズ１６、内部負荷レバー１５等をはずしたの
ち、真空フランジ１８に回転導入機３６を取りつ
ける。また回転導入機３６の回転軸３７を軸受３
８で支持する。軸受３８はハウジング３９を介し
て底板１ｆに固定されている。回転軸３７の先端
には被試験体の歯車３４とかみあう被試験体の歯
車４０が中心線が互いに直交するように取りつけ
られている。回転導入機３６の一端はカツプリン
グ４１を介してブレーキ４２に結合される。

このように構成することにより電動機６によつ
て互にかみ合う歯車３４，４０が回転され、ブレ
ーキ４２によつて負荷が与えられた状態において
真空中での歯車の性能試験ができる。このように
互いの中心線が直交するように取りつけることに
より精度の高い歯車試験が可能となる。そしてこ
の試験は第１図に示す実施例の摩擦、摩耗試験に
おける真空フランジ１８に取りつけた部品を交換
することにより簡単にできる。

第３図は本発明の装置のさらに他の実施例を示
すもので、この図において第１図および第２図と
同符号のものは同一部分である。この実施例はピ
ン・ブツシユ形の摩擦、摩耗試験の例である。装
着部に取りつけられた回転導入機５の回転軸７に
試験軸４３がネジ結合されている。回転軸７は軸
受３３で支持されている。軸受３３はハウジング
３５を介して底板１ｆに取りつけられる。被試験
体である試験ブツシユ４４は試験軸４３にはめ込
まれ、ピアノ線４５、内部負荷レバーＩ５、第１
図で示した実施例と同様に溶接された真空フラン
ジ１８に取りつけられたベローズ１６、外部負荷
レバー１７を介して荷重Ｗが加えられる。外部負
荷レバー１７は案内軸受４６で軸方向に案内され
る。案内軸受４６はハウジング４８を介して架台
３に固定される。試験ブツシユ４４には負荷系と
反対側にトルクレバー４９、トルク受け５０、摩
擦力測定器５１、レバー５２、真空メクテフラン
ジ５３を介して、真空容器１の下容器１ｂの胴部
に溶接された真空フランジ５４に取りつけられて
いる。ここで、摩擦力測定器５１による摩擦力の
測定は第１図で示した実施例と同様な方法で行な
われる。真空フランジ５４は前記装着部の中心線
に直交するように中心線が設定され真空フランジ
１８に対して180゜の位置に設けられている。

この実施例は真空容器１の下容器に、負荷力付
加用の試験要素の測定要素とを設けるための２つ
の真空フランジ部１８，５４を設け、ピン・ブツ
シユの摩擦、摩耗試験が可能である。

第４図は本発明の装置の他の実施例を示すもの
で、この実施例は真空中での熱試験の例である。
回転導入機５の回転軸７には断熱部材５５を介
し、試料５６が取りつけられている。この試料５
６は真空容器１の上容器１ａの天板１ｇに設けた
光源３０で加熱される。

そのときの光が当る試料５６上面の温度は上容
器１ａの天板１ｇに溶接された真空フランジ５７
に取りつけたのぞき窓５８を介して赤外線温度計
５９で測定する。第１図の実施例と同様に取りつ
けられた真空フランジ１８にはのぞき窓６０を介
し赤外線温度計６１で試料５６の側面の温度を測
定する。このようにすることにより、試料５６の
表面に対し赤外線温度計６１の光軸が垂直にな
り、精度の高い温度計測が可能となり、回転軸７
を回転することにより、どの角度の側面の温度を
測定することができる。この実施例は真空容器１
に負荷要素を取付けるための１つの真空フランジ
２８と測定要素を取付けるための真空フランジ１
８，５７を設けたので、試験機能をさらに向上さ
せることができる。

第５図は本発明の装置のさらに他の実施例を示
すもので、この実施例は熱試験の他の例であり、
第４図に示す実施例における光源３０を第１図の
実施例と同様に溶接された真空フランジ１８に取
りつけ、赤外線温度計６１を真空フランジ１８に
取りつけたものである。この実施例によれば、試
料５６における光源３０と反対側の面の温度を赤
外線温度計６１で測定することができる。

以上説明したように、本発明の実施例によれ
ば、真空容器１に少なくとも１つ以上の負荷付与
要素または測定要素を脱着可能にするための真空
フランジを装着部の中心線に対し真空フランジの
中心線が直交するように設けたので、この真空フ
ランジを用いることにより、真空環境下での種々
の試験が可能となり、粘度の高い測定が可能とな
る。その結果、試験装置の汎用性が向上すると共
に、使用性も向上するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば一つの真空装置で種々の真空環
境試験ができるので効率が良く、測定精度の高い
試験が経済的に行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の試験装置の一例を示す縦断面
図、第２図〜第５図はそれぞれ本発明の試験装置
の種々の試験例を示す図、第６図、第７図はそれ
ぞれ第１図で示す試験装置の詳細を示す縦断面図
と横断面図である。 １……真空容器、２……車輪、３……架台、５
……回転導入機、６……電動機、７……回転軸、
８……試料受け、１０……摩擦試料、１１……相
手試料、１９，２７……クライオパネル、３１…
…ターボ分子ポンプ、３２……ロータリポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空環境下で試験を行なう真空環境試験装置
   において、真空環境空間を形成する真空容器に、
   被試験体を取りつける装着部と、該被試験体に対
   する負荷系要素あるいは測定要素の少なくとも１
   つ以上の要素を脱着するための脱着部とを備え、
   前記装着部の中心線に対し前記脱着部の中心線が
   直交するように配置したことを特徴とする真空環
   境試験装置。 ２ 前記真空容器内にクライオパネルが挿入さ
   れ、該クライオパネルにチユーブ、真空フランジ
   を介して液体窒素が供給・排出されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の真空環境
   試験装置。 ３ 前記装着部が前記真空容器の底部に設けら
   れ、回転駆動装置に連結されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の真空環境試験装
   置。 ４ 前記測定要素が赤外線温度計であつて、その
   光軸が前記被試験体の表面に対し垂直となるよう
   に設定されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の真空環境試験装置。