JPH07190913A - 引掻抵抗測定機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は塗装面、化粧板等の表面に塗布した
膜の強度を引掻抵抗として測定する引掻抵抗測定機に関
する。 【構成】本体の支柱上端に設けたア−ム支持片に枢動可
能に軸支した連結片の一端に主ア−ム、他端にバランス
ア−ムを夫々取付け、該主ア−ムの先端には一定荷重測
定用の分銅受皿と荷重変位変換器を具えた測定子を上下
動可能に取付け、バランスア−ムには前記主ア−ムの水
平バランスを調整する第１、２錘部を夫々設け、前記本
体上で前記測定子の下端が接する位置に試験片を載置す
る移動台を進退動可能に取付け、該移動台の一側支柱側
には連続加重測定用の回転分銅を転動可能に掛止する分
銅受体を取付けて該分銅受体が移動台と一体に進退動可
能にし、一定荷重測定時には主ア−ムの枢動により回転
分銅を分銅受体の係止部に係止可能に形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗装面、化粧板等の表面
に塗布した膜の強度（傷つきにくさ）を引掻抵抗として
測定する引掻抗測定機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、塗装面、化粧板等の各種物体の表
面にはコ−テイング加工が施されおり、この膜の強度
（傷つきにくさ）を評価するために、引掻測定機や表面
性測定機などによって測定されていた。しかし、これら
の測定機は、測定目的によって測定子を試験片に当接さ
せて一定の重量を段階的に荷重させて（分銅の載せか
え）測定子の先端と試験片の表面とが接触することによ
り生じる抵抗力を測定して垂直荷重と抵抗力との比例関
係（垂直荷重と摩擦抵抗とは比例関係にある。）が崩れ
た時点の垂直荷重を求めている。即ち、測定子が膜に傷
つけはじめるまで、或いは、膜を貫通させるまでの垂直
荷重を分銅の載せかえにより段階的に行ったり、測定子
に連続加重を与えて、膜に傷の付き始めた点、或いは、
膜を貫通させた点を目視により判断していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の測定機は、試験
片の測定目的により一定の荷重を垂直に加えて試験片の
摩擦・引掻抵抗を測定する装置、又は、連続的に加重を
加えて試験片の強度を摩擦・引掻抵抗として測定する装
置など使用目的に合わせた機械を夫々使用していた。そ
のため、測定目的が多岐に渡る場合、夫々の測定装置を
多数用意して測定しなければならず、装置が高額である
ため使用目的に合わせて多数の装置を揃えることは大変
不経済であると共に、複数の機械を使用する操作が面倒
であり、広い設置場所を必要として大変不便であった。
また、連続加重を加える摩擦・引掻測定機は、回転分銅
を作動させるモ−タと試験片を装着した移動台を作動さ
せるモ−タとの二つのモ−タを同期して作動させるため
構造が複雑で調整が大変であると共に高価である等の問
題点を有していた。

【０００４】本発明は、一定荷重引掻抵抗測定と連続加
重引掻抵抗測定を行うことができ、移動台を作動させる
モ−タで本装置をも駆動させるため、構造が簡単で安価
な測定機を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来の
欠点に鑑みてなされたもので、本体上に樹立させた支柱
の上端にア−ム支持片を設け、該ア−ム支持片に枢動可
能に軸支した連結片の一端に主ア−ム、他端にバランス
ア−ムを夫々取付け、該主ア−ムの先端には一定荷重測
定用の分銅受皿と荷重変位変換器とを具えた測定子を上
下動可能に取付け、バランスア−ムには前記主ア−ムの
水平バランス調整用の第１錘部と第２錘部を夫々設け、
前記本体上には前記測定子の下端が接する位置に試験片
を載置する移動台を本体内に設けたモ−タにより進退動
可能に取付け、該移動台の一端には連続加重測定用の回
転分銅を転動可能に掛止する分銅受体を装着し、該分銅
受体が移動台と一体に進退動可能に配して一定荷重測定
時には前記支柱に取付けた可動つまみで主ア−ムを枢動
させて回転分銅を分銅受体の係止部に係止可能に設ける
構成を、上記課題を解決するための手段とするものであ
る。

【０００６】

【作用】連続加重引掻抵抗測定を行う場合、試験片の表
面を摩擦する測定子を、試験片の表面と当接させた後、
移動台を作動させると同時に回転分銅が主ア−ム上を測
定子方向に走行することにより測定子に重量が加重され
て、測定子の先端が試験片の膜層に徐々に食い込んでい
くことにより、摩擦抵抗と垂直荷重の増加が比例関係に
ある摩擦領域から検出抵抗値の急激な変化などによって
引掻抵抗に変わった点を、荷重変位変換器によって感知
してグラフに表すことにより試験片の引掻抵抗力を測定
することができる。一定荷重引掻抵抗測定を行う場合、
回転分銅を分銅受体の係止部に係止した後、受皿に一定
重量の錘を載せ、測定子に垂直方向から一定の荷重を加
えて試験片を載せた移動台を移動させることにより、試
験片上を走行する測定子の先端と被膜の表面との摩擦抵
抗の強弱により試験片上の被膜むらを感知測定すること
ができると共に、荷重を一定量づつ付加することにより
検出抵抗値の急激な変化などによって引掻抵抗に変わっ
た点を荷重変位変換器によって感知して、グラフに表す
ことにより試験片の引掻抵抗を測定することができる。

【０００７】

【実施例】本発明の実施例を図１、２により説明する
と、測定機１は略方形に形成した本体２の四隅下部に夫
々上下動可能に脚部３を装着し、この本体２の上部中央
長手方向一側寄りに支柱４を設け、該支柱の上端にはコ
字形に形成した溝部６を上向きに位置したア−ム支持片
５を固着してある。このア−ム支持片５の溝部６内には
連結片８を位置させ、該連結片の幅方向に水平方向に突
出した軸９で該連結片とア−ム支持片５との摩擦抵抗を
少なくするためピボット式に枢動可能に軸支し、この連
結片８の長手方向一端には長尺な主ア−ム１５、該連結
片の他端で該主ア−ムと同一軸心上にバランスア−ム１
６を夫々取付けてある。また、この連結片８の上面には
該連結片を含めた主ア−ム１５とバランスア−ム１６を
含めた水平位置を確認するための水準器１２を取付けて
ある。さらに、前記ア−ム支持片５の上方一側には、主
ア−ム１５をピックアップさせるための可動つまみ１１
を取付けてある。

【０００８】連結片８に一端を取付けた主ア−ム１５の
他端には、一定荷重引掻抵抗測定用の分銅を載置するた
めの受皿１８を設けた測定子１９と荷重変位変換器２１
（ロ−ドセル）を一体または別体に形成すると共に、該
荷重変位測定器の一側に取付けた回転ねじ２２により、
測定子１９を上下動可能に調整することができ、後記す
る試験片５５の厚さに合わせてこの測定子１９を上下動
させることにより、主ア−ム１５の水平を常に保つこと
ができる。この測定子１９の先端にはサフアイア、ダイ
ヤモンド等からなる引掻針２０を着脱可能に取付け、該
測定子が感知した摩擦または引掻抵抗は、該荷重変位変
換器で信号に変換して前記本体内に収容した増幅装置２
３（ダイナミックストレンジアンプ）で増幅させ、各種
記録装置に出力させることができる。

【０００９】前記したバランスア−ム１６には、前記測
定子１９の垂直荷重を相殺して主ア−ム１５が本体２の
表面と常に平行で水平位置を保つため、該バランスア−
ム上を移動可能に取付けた第１錘部２５と、該第１錘部
の下端で該バランスア−ム１６と平行な軸心上に第２錘
部２７を取付けてある。この第１錘部２５には測定子１
９に加わる重量に合わせてバランス分銅２６を交換可能
に取付けることができる。また、第２錘部２７の錘２８
を螺動させることにより主ア−ム１５の水平位置の微調
整が可能となり、主ア−ム１５の水平バランスの確認
は、前記連結片８の上部一側に取付けた水準器１２によ
って行うことができる。

【００１０】３０は本体２上面で前記測定子１９の下側
に位置させた移動台で、該移動台の上面に試験片を装着
する台部３０ａを設け、前記主ア−ム１５の長手方向と
同一方向に進退動可能に形成してある。この移動台３０
の進退動は、該移動台の下面に設けたラック３３と本体
２内に取付けたモ−タ３４のプ−リ３７ａと前記ラック
３３と噛合する歯車３６に取付けたプ−リ３７ｂとをベ
ルト３５で連動させて行い、該移動台３０のスタ−ト位
置とエンド位置は、歯車３６の下部に設けた遮光板３８
と光センサ３９とにより設定され、約１００ｍｍの長さ
を往復動する。また、この移動台３０の一端には送りつ
まみ３２を取付けてあり、該送りつまみを回転させるこ
とにより該移動台の長手方向一側に設けた噛合部３１を
幅方向に移動できるように配してある。そのため、一枚
の試験片で複数回の測定を記録することができる。

【００１１】４１は前記移動台３０の長手方向一端で且
つ支柱４側に取付けた分銅受体で、回転分銅５０は前記
主ア−ム１５上を安定走行するために、該回転分銅の幅
方向両側に設けた支持板４２の上方を夫々開口して長溝
部４３を設けてある。この長溝部の上端一側で支柱側に
は突起部４４を介して係止段部４５を連設し、該長溝部
内に回転分銅５０を上下動可能に収容してある。この回
転分銅５０の回転方向周面中央には前記主ア−ム１５上
を安定して走行するための溝部５１を設け、両側中央軸
心方向に前記長溝部内を挿通する軸受部５２を形成して
長溝部４３との摩擦抵抗を少なくしてある。５５は移動
台３０の台部３０ａ上に取付ける測定用の試験片であ
る。

【００１２】次に、本実施例の作用について説明する
と、測定機１を使用して連続加重しながら引掻抵抗測定
を行う場合、移動台３０をスタ−ト位置に置いた後、試
験片５５を移動台３０の台部３０ａに取付け、該試験片
の厚さに合わせて回転ねじ２２を操作して引掻針２０を
上下動させ、主ア−ム１５の水平位置を調整する。次い
で、連続加重用の回転分銅５０の軸受部５２を分銅受体
４１の長溝部４３内に挿通すると共に、溝部５１を主ア
−ム１５上に位置する。該回転分銅５０は、数種類の重
量の錘を用意し、通常は０〜５０ｇ用、０〜１００ｇ
用、０〜２００ｇ用を使用して測定する。このように、
数種類の分銅を用意することにより、連続加重範囲の変
更或いは連続加重引掻抵抗測定の変更を容易に行うこと
ができる。

【００１３】例えば、０〜５０ｇの連続加重で測定する
場合、スタ−ト位置で０〜５０ｇ用の連続加重分銅を載
せると測定子に０〜５０ｇの負荷が加わるので、バラン
スア−ム１６の第１錘部２５に０〜５０ｇに相当するバ
ランス錘２６を載せ、第２錘部２７で微調整することに
より、スタ−ト時点での測定子１９の引掻針２０に加わ
る負荷を０に調整する。次いで、本体２に設けたスイッ
チ（図示せず）をＯＮしてモ−タ３４を駆動させてモ−
タの回転により歯車３６、ラック３３を介して移動台３
０をスタ−トさせる。この移動台３０の移動と共に連続
加重用の回転分銅５０は分銅受体４１が移動台３０に取
付けてあるため、移動台３０と同時に移動し始める。

【００１４】引掻針２０の先端が、試験片上を一定速度
で前進し始めると、測定当初は主ア−ム１５のバランス
を調整してあるため、該引掻針２０に加わる垂直荷重は
小さく、その結果、引掻針２０の下端は試験片５５の膜
面上を単に摩擦している（図４）。主ア−ム１５上に載
置している回転分銅５０は経時的に測定子側の方向に移
動し、該主ア−ム１５の後端に加わる垂直荷重は順次軽
減するが、それに比例して測定子１９に加わる垂直荷重
は連続的に増加し、測定子１９の下端に取付けた引掻針
２０が試験片５５に引掻傷を作り始めて膜面に食込部５
５ａを形成しはじめる（図５図）。

【００１５】引掻針２０の下端は当初は試験片５５であ
る膜の表面を摩擦しているが、該引掻針は時間が経過す
るにしたがって回転分銅５０が前進することにより、該
引掻針２０に加わる垂直荷重が比例的に増加して膜面に
食い込み、摩擦抵抗と垂直荷重の増加が比例関係にある
摩擦領域から検出抵抗値の急激な変化により、摩擦抵抗
が引掻抵抗に変わった時点を感知し、それまでの摩擦抵
抗と垂直抵抗の比例関係が崩れて測定子１９に生じた抵
抗値の急激な変化を荷重変位変換器（ロ−ドセル）２１
で感知し、この信号を増幅装置（ダイナミックストレイ
ンアンプ）２３で増幅させて、この変化を例えばグラフ
として表示することにより抵抗値を適宜表示し、必要に
応じて記録することができる。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】尚、試験片５５の表面にＡＥ（アコ−ステ
ィックエミッション）センサ−を圧着させると、移動台
３０の移動により引掻針２０の下端が試験片５５の膜面
上を滑る音によって引掻開始に発生するクラック音（超
音波）を同時に捕えることにより、膜が物体のベ−ス面
に付着している付着力評価に役立つものである。

【００１９】次に、一定加重による引掻抵抗測定を行う
場合は、図６に示す如く、ア−ム支持片５に取付けた可
動つまみ１１を回転させることにより、該可動つまみの
偏心回転部１１ａが主ア−ム１５の下面を押上げ、主ア
−ム１５が連結部８のピボット式の支点を中心に枢動し
て測定子１９側が上方に持ち上がる。該主ア−ム１５の
上昇と共に、該主ア−ム上に載置されている回転分銅５
０が長溝部４３内を上方に上昇し、長溝部４３の上端突
起部４４を超えると、主ア−ム１５が軸８の支点を中心
に枢動しているため回転分銅５０が長溝部４３から外
れ、係止段部４５に係止されるものである。

【００２０】可動つまみ１１を元の位置に戻すことによ
り、主ア−ム１５も自重で元の位置に降下し、また、こ
の可動つまみ１１を操作して主ア−ム１５を持ち上げて
測定子１９に装着した引掻針２０を交換することができ
る。前記のように、回転分銅５０を分銅受４１体の係止
段部４５に係止させた後、主ア−ム１５の水平バランス
を第１、２錘部２５、２７で調節して測定子の負荷を０
にする。次いで、測定子１９の受皿１８上に所定の重さ
の分銅５７を載せる。この分銅５７の自重が測定した垂
直荷重となる。

【００２１】移動台３０をスタ−ト位置に置いた後、試
験片５５を移動台３０の台部３０ａに取付け、試験片の
厚さに合わせて回転ねじ２２で測定子１９を上下動さ
せ、主ア−ム１５を水平に調整する。次いで、本体２内
のモ−タ３４を駆動させて移動台３０を一定速度で図１
の矢印方向に移動させて、測定子１９に取付けた引掻針
２０が感知した振動を、該測定子に設けた荷重変位変換
器（ロ−ドセル）２１で感知し、この信号を増幅装置
（ダイナミックストレインアンプ）２３で増幅させて、
この変化を例えばグラフとして表示することによって抵
抗値を表示し、必要に応じて記録することができる。

【００２２】上記のように、一定荷重を測定子１９に負
荷して試験片５５を走行させることにより、下記図３、
４に示したように、塗装面または化粧板表面の膜むらを
測定することができる。

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】一定荷重測定用にした状態で、受皿１８に
分銅５７を順次増加させて段階的に変えることにより、
試験片５５の引掻強度が垂直荷重ｇにより表現すること
ができる。

【００２６】さらにまた、この受皿１８に任意重さの分
銅を予め載せて、前記連続加重引掻抵抗測定を行う場
合、加重する回転分銅の重さと受皿上の錘の重さとが、
連続加重範囲となる。例えば、１００ｇの分銅を受皿に
載せ、０〜２００ｇの回転分銅を使用して連続加重引掻
抵抗測定を行うと、測定加重は１００〜３００ｇとな
り、測定範囲を広げることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以下のような効果を有するもの
である。 一台の測定機で連続加重引掻抵抗測定と、一定荷重引
掻抵抗測定とを行うことができるので、一台で二役を行
えるため便利であると共に経済的である。 可動つまみを作動させるだけのワンタッチで、回転分
銅を係止段部に係止させて測定方法を変更出来るため、
連続加重下での測定を一定荷重での測定に迅速に切り換
えて作業が早くなり能率的である。 連続加重引掻抵抗測定を行う場合、回転分銅を移動さ
せる分銅受体を移動台の一端に取付けて一体に移動する
ため、電気式荷重方法の如き２台のモ−タを使用しない
のでモ−タ間の調整が不要となるため便利であり、構造
が簡単であるためコストも安価にすることができて経済
的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定機の実施例を示した正面図で
ある。

【図２】本実施例の平面図である。

【図３】移動台の作動状態を示す要部拡大断面図であ
る。

【図４】測定子の引掻針と試験片の接合状態を示す正面
図である。

【図５】測定子の引掻針が試験片に食い込んだ状態を示
す正面図である。

【図６】主ア−ムを枢動させて回転分銅を係止段部に係
止した状態の正面図である。

【図７】一定荷重での引掻抵抗測定の状態を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ 測定機 ２ 本体 ４ 支柱 ５ ア−ム支持片 ８ 連結片 １１ 可動つまみ １５ 主ア−ム １６ バランスア−ム １８ 受皿 １９ 測定子 ２１ 荷重変位変換器 ２５ 第１錘部 ２７ 第２錘部 ３０ 移動台 ４１ 分銅受体 ４３ 長溝部 ４４ 突起部 ４５ 係止部 ５０ 回転分銅 ５５ 試験片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体上に樹立させた支柱の上端にア−ム支
   持片を設け、該ア−ム支持片に枢動可能に軸支した連結
   片の一端に主ア−ム、他端にバランスア−ムを夫々取付
   け、該主ア−ムの先端には一定荷重測定用の分銅受皿と
   荷重変位変換器とを具えた測定子を上下動可能に取付
   け、バランスア−ムには前記主ア−ムの水平バランス調
   整用の第１錘部と第２錘部を夫々設け、前記本体上には
   前記測定子の下端が接する位置に試験片を装着する移動
   台を本体内に設けたモ−タにより進退動可能に取付け、
   該移動台の一端には連続加重測定用の回転分銅を転動可
   能に掛止する分銅受体を装着し、該分銅受体を移動台と
   一体に進退動可能に配して一定荷重測定時には前記支柱
   に取付けた可動つまみで主ア−ムを枢動させて回転分銅
   を分銅受体の係止部に係止可能に設け、一定荷重及び連
   続加重の測定を可能にしたことを特徴とする摩擦抵抗測
   定機。