JPH05306982A

JPH05306982A - 摩擦・摩耗試験機

Info

Publication number: JPH05306982A
Application number: JP14015492A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yoshioka; 雅樹吉岡
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】回転部材の表面温度を制御するための機構
を、回転部材に摩擦抵抗を生じさせないように配設する
ことにより、回転部材のトルク、いいかえれば試験材料
の摩擦状態を正確に測定できる摩擦・摩耗試験機を提供
する。【構成】円筒状の回転ドラム１が、水平に配置され、
その両端部が軸受３・４により回動自在に支持されてい
る。回転軸２は、ユニバーサルジョイント５を介してト
ルク検出器６に接続されている。回転ドラム１の開口側
には、熱風の給排装置７が非接触状態で配設される。こ
の熱風給排装置７は、熱風供給管９が中心部を横向きに
貫通する給排管ブロック８と、熱風供給管９の一端に接
続されるエアーヒーター１０と、給排管ブロック８の上
端に接続される熱風排出管１１とを備え、熱風供給管９
の他端側が、回転ドラム１内の軸心部に沿ってその内底
近くまで延設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主としてゴムやポリ
ウレタンなどの材料の摩擦状態と摩耗状態とを試験する
ための試験機に関するもので、詳しくは、トライボロジ
ーに作用する要因の１つである材料の接触面（摩擦面）
の温度を制御する機構を備えた摩擦・摩耗試験機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記したゴムなどの材料の摩擦や摩耗の
状態は、それが使用される環境（とくに使用温度）によ
って大きく左右される。このため、目的の材料の摩擦や
摩耗を試験機で試験する際に、その材料の接触面におけ
る温度を制御する必要がある。

【０００３】そこで、この種の試験機では、試験材料を
一定の荷重の下に接触させるための回転部材のほか、回
転部材の表面温度を制御する機構を備えている。とくに
回転部材の表面温度を制御するために、従来は、回転部
材を中空の回転体で形成し、この回転体内に、カートリ
ッジヒーターを回転体の内周面に接触させて相対回転可
能に装填し、ヒーターで回転体の表面の温度を制御して
いた。また、試験材料の摩擦状態を把握するため、回転
体の一端部にスリップリングを装着し、このスリップリ
ングを介してトルクを検出していた。なお回転部材の表
面には、通常、サンドペーパーを巻き付けている。

【０００４】さらに、上記したカートリッジヒーターを
回転体内に装填する代わりに、回転体の両端にロータリ
ージョイントを装着し、加温した液体を回転体の一端か
ら中空部内に流入させ、他端から排出させることによ
り、回転体の表面の温度を制御する構造の試験機も実用
化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の摩擦・摩耗試験機には、下記のような点で改良
の余地がある。

【０００６】前者は、カートリッジヒーターの外周面
と回転体の内周面とが接触しているため、回転体の回転
時にその接触面で摩擦抵抗が生じるとともに、スリップ
リングからも摩擦抵抗を受けるために、回転体のトルク
を正確に測定できない。このため、試験材料の摩擦状態
を正確に把握できない。

【０００７】後者は、回転体に装着されているロータ
リージョイント内のシール面の摩擦抵抗が、回転体のト
ルクに影響を及ぼすため、前者と同様に、試験材料の摩
擦状態を正確に把握できない。

【０００８】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、回転部材の表面温度を制御するための機構を、回転
部材に摩擦抵抗を生じさせないように配設することによ
り、回転部材のトルク、いいかえれば試験材料の摩擦状
態を正確に測定できる摩擦・摩耗試験機を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明の摩擦・摩耗試験機は、ａ）試験材料を回
転部材の表面に所定の荷重の下に接触させ、あるいは接
触させた状態で回転部材の長手方向に移動させることに
より、試験材料の摩擦状態と摩耗状態とを試験するため
の摩擦・摩耗試験機において、ｂ）前記回転部材を、一
端を開口した円筒状の回転ドラムで形成し、該回転ドラ
ムの他端に連設した回転軸に、トルク検出器を介して可
変速モーターを接続し、ｃ）前記回転ドラムの開口に近
接して熱風の給排装置を配設し、該給排装置から熱風供
給管を延設して回転ドラム内の軸心部に挿入するととも
に、回転ドラム内に臨ませて熱風排出口を前記給排装置
に開設し、該排出口を給排装置の熱風排出管に連通させ
ている。なお、回転部材の表面（外周面）には、サンド
ペーパーを巻き付けたり、回転部材の表面を一定の粗さ
に加工したりしている。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の摩擦・摩耗試験機
によれば、回転ドラム内に熱風をその供給管から導入
し、回転ドラムの内部よりその表面を加熱する。回転ド
ラム内に導入された熱風は、給排装置の熱風排出口から
熱風排出管を通って排出される。熱風の温度や供給量を
調整することにより、回転ドラム表面の温度が制御され
る。同時に、回転ドラムを可変速モーターにより所定の
速度で回転させ、試験材料を回転ドラムの表面に所定の
荷重の下に接触させる。このとき、熱風給排装置や熱風
供給管は、回転ドラムと非接触状態にあるため、回転ド
ラムに摩擦抵抗を与えることがない。このため、トルク
検出器により回転ドラムのトルクを検出することによ
り、試験材料の摩擦状態を正確に把握することができ
る。また、試験材料の摩耗は、回転ドラムの回転を停止
したのち、試験材料を取り外して摩耗量を測定したり、
摩耗面を観察したりすることにより調べることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の摩擦・摩耗試験機の実施例
を図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は摩擦・摩耗試験機の一部を省略した
断面図、図２は図１の試験機の平面図である。

【００１３】図１に示すように、一端を開口し、他端面
の中心位置に回転軸２を一体に連設した円筒状の回転ド
ラム１が、水平に配置され、その両端部が軸受３・４に
より回動自在に支持されている。回転軸２は、ユニバー
サルジョイント５を介してトルク検出器６に接続されて
いる。なお、図示は省略するが、トルク検出器６にはユ
ニバーサルジョイントを介して、可変速モーターが接続
されている。また、回転ドラム１の表面には、サンドペ
ーパー１ａが巻き付けられている。

【００１４】回転ドラム１の開口側には、熱風の給排装
置７が非接触状態で配設される。この熱風給排装置７
は、熱風供給管９が中心部を横向きに貫通する給排管ブ
ロック８と、熱風供給管９の一端に接続されるエアーヒ
ーター１０と、給排管ブロック８の上端に接続される熱
風排出管１１とを備えている。給排管ブロック８の一端
面には、回転ドラム１の開口内に挿入可能な突出部８ａ
が一体に形設され、この突出部８ａの中心部を貫通する
前記熱風供給管９の周囲に、熱風排出口８ｂが開設され
ている。そして、この熱風排出口８ｂからＬ字状の熱風
排出通路８ｃが、給排管ブロック８の内部を貫通して熱
風排出管１１まで開設されている。また、熱風供給管９
の他端側は、回転ドラム１内の軸心部に沿ってその内底
近くまで延設されている。

【００１５】図２に示すように、所定の大きさに切断し
たゴム、ウレタン樹脂などの試験材料（以下、試料とい
う）Ａを、回転ドラム１の長手方向に沿って一定の速度
で送るための試料送り機構１２が回転ドラム１に並設さ
れている。この送り機構１２は、回転ドラム１と平行に
配設された送りネジ１３と、送りネジ１３と平行に配設
されたリニアガイド１５とを備え、また送りネジ１３の
一端はモーター１４に接続され、モーター１４の回転に
より送りネジ１３が回転する。そして、送りネジ１３と
リニアガイド１５に跨がって送り台１６が配設され、こ
の送り台１６は送りネジ１３の回転方向によって図の右
方向と左方向とに選択的に移動する。なお、送りネジ１
３とリニアガイド１５とはそれぞれ、送り台１６の貫通
孔１３ａ・１５ａを平行に貫通するが、送りネジ１３側
の貫通孔１３ａには、送りネジ１３に螺合する内ネジが
刻設されている。

【００１６】また、送り台１６から回転ドラム１に向け
て支持杆１７が延設され、この支持杆１７の先端部に、
試料Ａを下面に着脱自在に取り付けるための支持板１８
が固設されている。なお、支持板１８上には、試料Ａに
所定の負荷を作用させるための重錘Ｂを取り付けること
ができるようになっている。

【００１７】次に、上記の構成からなる本実施例の摩擦
・摩耗試験機についてその使用態様を説明する。

【００１８】図１に示すように、まず、試料Ａを支持板
１８の下面に取り付け、支持板１８上に試験に必要な重
さの重錘Ｂ（例えば、１〜１０kg）を載置し、固定す
る。次に、回転ドラム１の表面温度を所定の温度に制御
するため、エアーヒーター１０から熱風供給管９を通し
て回転ドラム１内に熱風を流入させる。回転ドラム１内
に流入された熱風は、回転ドラム１の内底付近からドラ
ム１の内周壁に沿って排出口８ｂに流れ、この間にドラ
ム１の表面を内面側から加熱する。そして、熱風は、排
出口８ｂから排出通路８ｃを通り熱風排出管１１から外
部に排出される。回転ドラム１の表面の温度は、エアー
ヒーター１０から噴き出させる熱風の温度や供給量を調
整することにより、制御される。なお、回転ドラム１の
表面温度の測定には、放射温度計などの回転ドラム１に
非接触で温度の測定ができるものを使用する。また、回
転ドラム１の表面温度は、通常、常温から１５０℃（４
２３Ｋ）前後まで制御する。

【００１９】続いて、回転ドラム１を可変速モーターに
より所定の速度（例えば、４０〜３８０rpm)で回転さ
せ、試料Ａを回転ドラム１の表面に接触させる。この状
態で、トルク検出器６により回転ドラム１のトルクを検
出すれば、試料Ａの摩擦状態を調べることができる。ま
た必要に応じて試料Ａの送り機構１２により試料Ａを、
回転ドラム１の長手方向に沿って移動させ、回転ドラム
１のトルクを検出する。こうしたトルクの検出時に、回
転ドラム１は熱風給排装置７とは接触していないので、
熱風給排装置７により回転ドラム１に摩擦抵抗が与えら
れることがない。このため、トルク検出器に６より回転
ドラム１のトルクを検出した際に、試料Ａの摩擦状態を
正確に把握することができる。なお、試料Ａの摩耗は、
回転ドラム１の回転を停止したのち、支持板１８から試
料Ａを取り外して摩耗量を測定したり、摩耗面を観察し
たりして把握できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
この発明の摩擦・摩耗試験機には、次のような効果があ
る。

【００２１】(1) 回転ドラムの表面温度を制御するため
の機構を、回転ドラムに対し接触しないように設けたの
で、試験材料を接触させた状態での回転部材のトルクを
正確に検出でき、したがって試験材料の摩擦状態を正確
に把握できる。

【００２２】(2) 回転ドラムの表面温度をその内部に熱
風を流入させて行い、熱風の一部の漏れ出しを許容する
ようにしたので、試験機全体の構造が簡略化され、製造
コストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる摩擦・摩耗試験機の一
部を省略した断面図である。

【図２】図１の摩擦・摩耗試験機の平面図である。

【符号の説明】

１回転ドラム２回転軸３・４軸受６トルク検出器７熱風給排装置８給排管ブロック８ｂ熱風排出口９熱風供給管１０エアーヒーター１１熱風排出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試験材料を回転部材の表面に所定の荷重
の下に接触させ、あるいは接触させた状態で回転部材の
長手方向に移動させることにより、試験材料の摩擦状態
と摩耗状態とを試験するための摩擦・摩耗試験機におい
て、前記回転部材を、一端を開口した円筒状の回転ドラムで
形成し、該回転ドラムの他端に連設した回転軸に、トル
ク検出器を介して可変速モーターを接続し、前記回転ドラムの開口に近接して熱風の給排装置を配設
し、該給排装置から熱風供給管を延設して回転ドラム内
の軸心部に挿入するとともに、回転ドラム内に臨ませて
熱風排出口を前記給排装置に開設し、該排出口を給排装
置の熱風排出管に連通させたことを特徴とする摩擦・摩
耗試験機。