JPH07301589A - 円筒形物体の外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数の測定方法及びその装置 - Google Patents
円筒形物体の外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数の測定方法及びその装置Info
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- JPH07301589A JPH07301589A JP7108463A JP10846395A JPH07301589A JP H07301589 A JPH07301589 A JP H07301589A JP 7108463 A JP7108463 A JP 7108463A JP 10846395 A JP10846395 A JP 10846395A JP H07301589 A JPH07301589 A JP H07301589A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 たとえばＶＴＲヘッドドラム、複写機もしく
はレーザプリンタのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿
のリール等のような円筒形材料の外周面の特性、即ち、
耐磨耗特性、摩擦係数、潤滑特性等を測定することがで
きる装置とその方法を提供すること。 【構成】 円筒形物体である試料と柔軟性物体である相
対試料を装着し、張力を測定する装着部と、該装着部を
制御するモータコントロールユニットと、前記装着測定
部の張力測定器に電気的に連結された増幅器と、前記モ
ータコントロールユニットのモータの回転速度と張力測
定値を時間別に記録するようにプログラムなされたコン
ピュータを具備し、前記装着部は前記試料が位置して正
確な回転数調節が可能名モータと、円筒形試料の周りに
少なくとも一部分が接触するように巻かれた相対試料の
両端が各々装着された張力測定器と、前記張力測定器が
装着される支持台を含む。
はレーザプリンタのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿
のリール等のような円筒形材料の外周面の特性、即ち、
耐磨耗特性、摩擦係数、潤滑特性等を測定することがで
きる装置とその方法を提供すること。 【構成】 円筒形物体である試料と柔軟性物体である相
対試料を装着し、張力を測定する装着部と、該装着部を
制御するモータコントロールユニットと、前記装着測定
部の張力測定器に電気的に連結された増幅器と、前記モ
ータコントロールユニットのモータの回転速度と張力測
定値を時間別に記録するようにプログラムなされたコン
ピュータを具備し、前記装着部は前記試料が位置して正
確な回転数調節が可能名モータと、円筒形試料の周りに
少なくとも一部分が接触するように巻かれた相対試料の
両端が各々装着された張力測定器と、前記張力測定器が
装着される支持台を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は円筒形物体の側面特性の
評価方法及び装置、特に磁気記録テープ、紙、糸等のよ
うな柔軟性物体と前記円筒形物体との間の磨耗特性試験
及び摩擦係数測定方法とその装置に関するものである。
評価方法及び装置、特に磁気記録テープ、紙、糸等のよ
うな柔軟性物体と前記円筒形物体との間の磨耗特性試験
及び摩擦係数測定方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】苛酷な条件での材料使用要求が増加され
ることにより材料の耐磨耗特性と潤滑特性の向上が要求
されている。従って、材料の信頼性評価のためには材料
の耐磨耗試験及び摩擦係数の測定が非常に重要である。
しかも、物体の耐磨耗特性及び潤滑特性の向上を図るた
めにコーティングを施す場合にはこのコーティング層の
特性評価及び信頼性評価が必須的であり、その結果に基
づいてコーティング層の開発と性能改善、合成工程の開
発及び改善等が可能になる。
ることにより材料の耐磨耗特性と潤滑特性の向上が要求
されている。従って、材料の信頼性評価のためには材料
の耐磨耗試験及び摩擦係数の測定が非常に重要である。
しかも、物体の耐磨耗特性及び潤滑特性の向上を図るた
めにコーティングを施す場合にはこのコーティング層の
特性評価及び信頼性評価が必須的であり、その結果に基
づいてコーティング層の開発と性能改善、合成工程の開
発及び改善等が可能になる。
【０００３】材料の耐磨耗特性を評価する方法には球対
円板（ball on disk）試験、ピン対円板（pin on disk)
試験及びスクラッチテスト（scratch test）等種々の方
法があるが、これらの方法は平板材料に対する特性評価
のみが可能な方法である。また、特性評価のために使用
する相対材料は、球（ball）、ピン（pin)、ダイヤモン
ド押込子（indentor）等と材料及びその形状が極めて限
定されている。
円板（ball on disk）試験、ピン対円板（pin on disk)
試験及びスクラッチテスト（scratch test）等種々の方
法があるが、これらの方法は平板材料に対する特性評価
のみが可能な方法である。また、特性評価のために使用
する相対材料は、球（ball）、ピン（pin)、ダイヤモン
ド押込子（indentor）等と材料及びその形状が極めて限
定されている。
【０００４】その一つの例として示す図２は、ピン対円
板（pin on disk)試験方式の試験機の模式図である。そ
の詳細は、Testing of Metallic and Inorganic Coatin
gs (Ed. W. B. Harding and G. A. DiBari) pp. 310, S
TP 947, ASTM, Philadelphia, Pennsylvania(1987)を参
照されたい。図２において参照番号１１は相対試験材料
である押棒を示し、参照番号１２は試験材料である回転
円板を示す。
板（pin on disk)試験方式の試験機の模式図である。そ
の詳細は、Testing of Metallic and Inorganic Coatin
gs (Ed. W. B. Harding and G. A. DiBari) pp. 310, S
TP 947, ASTM, Philadelphia, Pennsylvania(1987)を参
照されたい。図２において参照番号１１は相対試験材料
である押棒を示し、参照番号１２は試験材料である回転
円板を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図２に示された通り、
従来技術においては、試験材料の回転円板１２は平板の
形状でなければならない。該試験から得られる情報は試
験材料と、球又はピンの形状でも良い相対材料との間の
摩擦係数及び耐磨耗特性の評価に限られることになる。
一方、ピン対円筒（pin on cylinder)試験、直四角形平
板対回転円筒（rectangular flats on rotating cylind
er）試験、４球（four ball)試験、交差円筒（crossed
cylinder）試験及び円板対円板（disk on disk）試験等
のように円筒もしくは球の形状をした材料の磨耗試験法
も提案されているが、相対試料の形状には依然として制
限がある。
従来技術においては、試験材料の回転円板１２は平板の
形状でなければならない。該試験から得られる情報は試
験材料と、球又はピンの形状でも良い相対材料との間の
摩擦係数及び耐磨耗特性の評価に限られることになる。
一方、ピン対円筒（pin on cylinder)試験、直四角形平
板対回転円筒（rectangular flats on rotating cylind
er）試験、４球（four ball)試験、交差円筒（crossed
cylinder）試験及び円板対円板（disk on disk）試験等
のように円筒もしくは球の形状をした材料の磨耗試験法
も提案されているが、相対試料の形状には依然として制
限がある。
【０００６】本発明の目的は、かかる形態の制限を克服
しながら円筒形材料側面の磨耗特性試験及び摩擦係数の
測定方法及びその装置を提供することである。
しながら円筒形材料側面の磨耗特性試験及び摩擦係数の
測定方法及びその装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
柔軟性物体が外周面に巻かれる円筒形試料の外周面の磨
耗特性試験及び摩擦係数の測定方法において、前記円筒
形試料の外周面の少なくとも一部分に接触するように前
記柔軟性物体である相対試料を前記円筒形試料の外周面
に巻く段階と、前記巻いた相対試料の両端を引いて相対
試料に一定な張力を与える段階と、前記相対試料を停止
させたまま前記円筒形試料を回転させる段階と、前記相
対試料の両端部で張力を測定する段階と、前記両端部の
張力値の差を算出する段階と、前記張力値の差を利用し
て円筒形試料の外周面と相対試料の間の摩擦係数を算出
する段階とを含むことを特徴とする円筒形試料外周面の
磨耗特性試験及び摩擦係数測定方法により達する。
柔軟性物体が外周面に巻かれる円筒形試料の外周面の磨
耗特性試験及び摩擦係数の測定方法において、前記円筒
形試料の外周面の少なくとも一部分に接触するように前
記柔軟性物体である相対試料を前記円筒形試料の外周面
に巻く段階と、前記巻いた相対試料の両端を引いて相対
試料に一定な張力を与える段階と、前記相対試料を停止
させたまま前記円筒形試料を回転させる段階と、前記相
対試料の両端部で張力を測定する段階と、前記両端部の
張力値の差を算出する段階と、前記張力値の差を利用し
て円筒形試料の外周面と相対試料の間の摩擦係数を算出
する段階とを含むことを特徴とする円筒形試料外周面の
磨耗特性試験及び摩擦係数測定方法により達する。
【０００８】また、本発明の目的は円筒形物体である試
料及び柔軟性物体である相対試料を装着する装着部と、
該装着部に制御可能に連結されたモータコントロールユ
ニットと、前記装着部に電気的に連結された増幅器と、
該増幅器及び前記モータコントロールユニットに電気的
に連結され、またモータの回転速度と張力測定値を時間
別に記録するようにプログラムなされたコンピュータを
具備する柔軟性物体が周りに巻かれるドラム又は円筒形
物体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置におい
て、前記装着部は、前記試料が位置され、正確な回転数
の調節が可能なモータと、円筒形試料の周りに少なくと
も一部分が接触するように巻かれた前記相対試料の両端
各々が装着される張力測定器と、前記張力測定器が装着
される支持体を含み、前記試料は前記回転数調節が可能
なモータに装着し、前記相対試料を前記試料の周りに巻
き、前記相対試料は停止させたまま前記試料を回転さ
せ、続いて前記相対試料両端の各々に設置された前記張
力測定器からの微少電圧信号は前記増幅器を経て前記コ
ンピュータ部で判読され、同時に前記コンピュータでは
前記判読された張力値の差を利用して試料の側面と相対
試料の間の摩擦係数を算出することを特徴とする円筒形
物体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置により達
することができる。
料及び柔軟性物体である相対試料を装着する装着部と、
該装着部に制御可能に連結されたモータコントロールユ
ニットと、前記装着部に電気的に連結された増幅器と、
該増幅器及び前記モータコントロールユニットに電気的
に連結され、またモータの回転速度と張力測定値を時間
別に記録するようにプログラムなされたコンピュータを
具備する柔軟性物体が周りに巻かれるドラム又は円筒形
物体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置におい
て、前記装着部は、前記試料が位置され、正確な回転数
の調節が可能なモータと、円筒形試料の周りに少なくと
も一部分が接触するように巻かれた前記相対試料の両端
各々が装着される張力測定器と、前記張力測定器が装着
される支持体を含み、前記試料は前記回転数調節が可能
なモータに装着し、前記相対試料を前記試料の周りに巻
き、前記相対試料は停止させたまま前記試料を回転さ
せ、続いて前記相対試料両端の各々に設置された前記張
力測定器からの微少電圧信号は前記増幅器を経て前記コ
ンピュータ部で判読され、同時に前記コンピュータでは
前記判読された張力値の差を利用して試料の側面と相対
試料の間の摩擦係数を算出することを特徴とする円筒形
物体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置により達
することができる。
【０００９】
【実施例】円筒形材料として耐磨耗特性と潤滑特性が重
要な部品の例としてはＶＴＲヘッドドラム、複写機また
はレーザプリンダのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿
のリール等を挙げることができる。
要な部品の例としてはＶＴＲヘッドドラム、複写機また
はレーザプリンダのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿
のリール等を挙げることができる。
【００１０】かかる部品の中で、使用条件で磨耗と摩擦
を起こす相対材料としては主に磁気記録テープ、紙、糸
等が挙げられ、既存の測定方法としてはこれらの磨耗及
び潤滑特性を測定することができない。しかも、磨耗及
び潤滑特性は相対材料によっても変動されるので、可能
な実際使用条件に類似した条件での試験を行うのが望ま
しい。本発明は円筒形材料の側面とテープ、紙、糸等柔
軟な相対材料との間の特性を評価することができる点に
その特徴がある。
を起こす相対材料としては主に磁気記録テープ、紙、糸
等が挙げられ、既存の測定方法としてはこれらの磨耗及
び潤滑特性を測定することができない。しかも、磨耗及
び潤滑特性は相対材料によっても変動されるので、可能
な実際使用条件に類似した条件での試験を行うのが望ま
しい。本発明は円筒形材料の側面とテープ、紙、糸等柔
軟な相対材料との間の特性を評価することができる点に
その特徴がある。
【００１１】以下、本発明を本明細書に添付された図面
に基づいて一層詳細に説明する。図１は本発明による耐
磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置の概略的な構成図で
ある。
に基づいて一層詳細に説明する。図１は本発明による耐
磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置の概略的な構成図で
ある。
【００１２】本発明による前記試験装置は、円筒形物体
である試料１と、テープ、紙、糸等の柔軟性物体である
相対試料２を装着し、張力を測定する装着部と、該装着
部に制御可能に連結されたモータコントロールユニット
と、前記装着部の張力測定器に電気的に連結された増幅
器と、該増幅器及び前記モータコントロールユニットに
それぞれ電気的に連結され、モータの回転速度と張力測
定値を時間別に記録するようにプログラムされ、前記全
てを総括して操作するコンピュータを具備する円筒形物
体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置であって、
前記装着部は、前記試料が位置して正確な回転数調節が
可能なモータと、円筒形試料の周りに少なくとも一部分
が接触するように巻かれた相対試料の両端各々が装着さ
れた張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）と、前記張力測定器（Ｆ
1 、Ｆ2 ）が装着される支持台３を含む。
である試料１と、テープ、紙、糸等の柔軟性物体である
相対試料２を装着し、張力を測定する装着部と、該装着
部に制御可能に連結されたモータコントロールユニット
と、前記装着部の張力測定器に電気的に連結された増幅
器と、該増幅器及び前記モータコントロールユニットに
それぞれ電気的に連結され、モータの回転速度と張力測
定値を時間別に記録するようにプログラムされ、前記全
てを総括して操作するコンピュータを具備する円筒形物
体側面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置であって、
前記装着部は、前記試料が位置して正確な回転数調節が
可能なモータと、円筒形試料の周りに少なくとも一部分
が接触するように巻かれた相対試料の両端各々が装着さ
れた張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）と、前記張力測定器（Ｆ
1 、Ｆ2 ）が装着される支持台３を含む。
【００１３】円筒形試料１は数千rpm まで回転数調節が
可能なサーボモータに装着される。この時、試料１の中
心とモータ軸とを正確に一致させて初めて張力測定値の
変動がない精密な張力測定が可能である。尚、試験に使
用される相対材料２は試料１の側面に一定な張力を持っ
て接触するようになるので、支持棒４、４の位置を調節
して接触面積を調節することができるようにさせる。
可能なサーボモータに装着される。この時、試料１の中
心とモータ軸とを正確に一致させて初めて張力測定値の
変動がない精密な張力測定が可能である。尚、試験に使
用される相対材料２は試料１の側面に一定な張力を持っ
て接触するようになるので、支持棒４、４の位置を調節
して接触面積を調節することができるようにさせる。
【００１４】相対試料２の両端を各々高感度張力測定器
（Ｆ1 、Ｆ2 ）に付着させる。これら張力測定器（Ｆ
1 、Ｆ2 ）は与えられる張力を調節することができるよ
うに進退可能な支持台３に設置されている。モータの回
転速度はモータコントロールユニットとコンピュータを
組み合って実時間調節し、張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）か
らの微少電圧信号を増幅器を通じて１，０００倍に増幅
してコンピュータが読めるようにする。測定の記録とし
てモータの回転速度と張力測定値を時間別に記録するよ
うにコンピュータをプログラムする。
（Ｆ1 、Ｆ2 ）に付着させる。これら張力測定器（Ｆ
1 、Ｆ2 ）は与えられる張力を調節することができるよ
うに進退可能な支持台３に設置されている。モータの回
転速度はモータコントロールユニットとコンピュータを
組み合って実時間調節し、張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）か
らの微少電圧信号を増幅器を通じて１，０００倍に増幅
してコンピュータが読めるようにする。測定の記録とし
てモータの回転速度と張力測定値を時間別に記録するよ
うにコンピュータをプログラムする。
【００１５】本発明の装置を利用して磨耗特性試験及び
摩擦係数測定を行う時には、試験に使用される相対試料
２を円筒形試料１の周りに少なくとも一部分が接触する
ように装着し、前記相対試料２の両端各々を張力測定器
Ｆ1 、Ｆ2 に装着し、前記張力測定器Ｆ1 、Ｆ2 を支持
している支持体３を移動させて前記相対試料２に望む張
力を与え、磨耗試験条件の回転速度及び時間をコンピュ
ータでもって調節して前記相対試料は停止させたまま前
記試料を回転させて試験を行うようにする。
摩擦係数測定を行う時には、試験に使用される相対試料
２を円筒形試料１の周りに少なくとも一部分が接触する
ように装着し、前記相対試料２の両端各々を張力測定器
Ｆ1 、Ｆ2 に装着し、前記張力測定器Ｆ1 、Ｆ2 を支持
している支持体３を移動させて前記相対試料２に望む張
力を与え、磨耗試験条件の回転速度及び時間をコンピュ
ータでもって調節して前記相対試料は停止させたまま前
記試料を回転させて試験を行うようにする。
【００１６】この時、試料１が高速で回転している場合
には試料１と相対試料２との間に常に空気膜（エアキャ
ップ）が形成されるので瞬間停止と瞬間回転とを繰返し
て物理的接触ができるようにする。このためにはコンピ
ュータを利用したモータの制御が必須的である。試験後
試料の重さと表面形状を調査して磨耗の程度を評価す
る。かつ、磨耗試験前後に摩擦係数を測定して磨耗によ
る潤滑特性変化も評価する。
には試料１と相対試料２との間に常に空気膜（エアキャ
ップ）が形成されるので瞬間停止と瞬間回転とを繰返し
て物理的接触ができるようにする。このためにはコンピ
ュータを利用したモータの制御が必須的である。試験後
試料の重さと表面形状を調査して磨耗の程度を評価す
る。かつ、磨耗試験前後に摩擦係数を測定して磨耗によ
る潤滑特性変化も評価する。
【００１７】本発明の装置を利用して摩擦係数を測定す
る原理は次の通りである。モータが回転していない時に
は両側の張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）との張力測定値が互
いに一致するが、モータが回転していると両側の張力測
定値に差が現れることになるが、この差は摩擦係数に比
例する。図１でモータの回転方向が時計反対方向であれ
ば張力測定器（Ｆ1 ）の測定値は回転していない時より
減少し、張力測定器（Ｆ2 ）の測定値は逆に増加する。
従って、かかる張力測定値の差異を利用して摩擦係数を
算出することができる。
る原理は次の通りである。モータが回転していない時に
は両側の張力測定器（Ｆ1 、Ｆ2 ）との張力測定値が互
いに一致するが、モータが回転していると両側の張力測
定値に差が現れることになるが、この差は摩擦係数に比
例する。図１でモータの回転方向が時計反対方向であれ
ば張力測定器（Ｆ1 ）の測定値は回転していない時より
減少し、張力測定器（Ｆ2 ）の測定値は逆に増加する。
従って、かかる張力測定値の差異を利用して摩擦係数を
算出することができる。
【００１８】ブシャン（Bhushan)はコンピュータ磁気記
録装置におけるヘッドとテープの間の摩擦係数を測定す
るために図３のような試験装置を考案した。前記図３に
おいて、参照番号２１は試験材料であるヘッド材料で作
られた棒、参照番号２２は相対試験材料であるテープ、
参照番号２３はテープ２２と前記棒２１との接触角を指
示する角度器、参照番号２４は前記テープ２２が装着さ
れる張力測定器、参照番号２５は前記張力測定器２４を
前後方に滑走移動させる滑走器、参照番号２６はモー
タ、参照番号２７は前記滑走器２６の滑走運動のために
一断部はプリに装着され、他断部は前記モータ２５の駆
動ローラーに装着されたケーブル、参照番号２８は前記
棒２１とテープ２２間の接触角調節用接触角調節器、参
照番号２９はカートリッジ加熱器、参照番号３０は前記
テープ２２の一断部に掛けられた錘を示す。
録装置におけるヘッドとテープの間の摩擦係数を測定す
るために図３のような試験装置を考案した。前記図３に
おいて、参照番号２１は試験材料であるヘッド材料で作
られた棒、参照番号２２は相対試験材料であるテープ、
参照番号２３はテープ２２と前記棒２１との接触角を指
示する角度器、参照番号２４は前記テープ２２が装着さ
れる張力測定器、参照番号２５は前記張力測定器２４を
前後方に滑走移動させる滑走器、参照番号２６はモー
タ、参照番号２７は前記滑走器２６の滑走運動のために
一断部はプリに装着され、他断部は前記モータ２５の駆
動ローラーに装着されたケーブル、参照番号２８は前記
棒２１とテープ２２間の接触角調節用接触角調節器、参
照番号２９はカートリッジ加熱器、参照番号３０は前記
テープ２２の一断部に掛けられた錘を示す。
【００１９】ブシャンはヘッド材料で作られた棒２１の
縁の一端に錘３０が掛けられた磁気記録テープ２２を巻
き、該テープ２２の一端はモータ２６により動く張力測
定器２４に装着した。張力測定器２４が停止している時
には錘３０により与えられた張力が張力測定器２４で読
みだされるが、張力測定器２４が上に動けばテープ２２
とヘッド材料で作られた棒２１との摩擦により、一層大
きい張力測定値が読みだされる。この時、テープ２２と
ヘッド材料である棒２１との間の摩擦係数が下記式
（１）の通りに表現される。その出典は B. Bhushan, W
ear, 93 (1984) 81である。
縁の一端に錘３０が掛けられた磁気記録テープ２２を巻
き、該テープ２２の一端はモータ２６により動く張力測
定器２４に装着した。張力測定器２４が停止している時
には錘３０により与えられた張力が張力測定器２４で読
みだされるが、張力測定器２４が上に動けばテープ２２
とヘッド材料で作られた棒２１との摩擦により、一層大
きい張力測定値が読みだされる。この時、テープ２２と
ヘッド材料である棒２１との間の摩擦係数が下記式
（１）の通りに表現される。その出典は B. Bhushan, W
ear, 93 (1984) 81である。
【００２０】
【数１】
【００２１】前記式（１）において、θは接触角で、Ｔ
0 は錘３０により与えられた張力、Ｔ1 は張力測定器２
４が上に動く時に測定される張力測定値である。一方、
張力測定器２４が下に動く時にはより少ない測定値を有
するが、かかる二つの条件にて測定した張力測定値の差
異と摩擦係数は下記式（２）のような関係を有する。
0 は錘３０により与えられた張力、Ｔ1 は張力測定器２
４が上に動く時に測定される張力測定値である。一方、
張力測定器２４が下に動く時にはより少ない測定値を有
するが、かかる二つの条件にて測定した張力測定値の差
異と摩擦係数は下記式（２）のような関係を有する。
【００２２】
【数２】
【００２３】ここで、Ｆ3 とＦ1 はそれぞれ張力測定器
２４が上に動く時と下に動く時の張力測定値であり、Ｔ
は与えられた張力である。
２４が上に動く時と下に動く時の張力測定値であり、Ｔ
は与えられた張力である。
【００２４】本発明による装置で使用した摩擦係数測定
の条件は、テープが固定されており、円筒形試料が回転
すると言う点でブシャンの装置とは異なるが、力学的な
条件はブシャン（Bhushan)が考案した装置に一致するの
で、式（２）を利用した摩擦係数の計算は可能である。
前記式（２）を本発明に適用する場合、前記式（２）で
のＦ2 は本発明においては試料回転の逆方向張力とな
り、Ｆ1 は試料回転の正方向張力となる。本発明の方法
及び装置の技術的特徴及び効果は次の適用例を通じてよ
り一層明確に分かる。
の条件は、テープが固定されており、円筒形試料が回転
すると言う点でブシャンの装置とは異なるが、力学的な
条件はブシャン（Bhushan)が考案した装置に一致するの
で、式（２）を利用した摩擦係数の計算は可能である。
前記式（２）を本発明に適用する場合、前記式（２）で
のＦ2 は本発明においては試料回転の逆方向張力とな
り、Ｆ1 は試料回転の正方向張力となる。本発明の方法
及び装置の技術的特徴及び効果は次の適用例を通じてよ
り一層明確に分かる。
【００２５】実施例１ 直径６０mmのＶＴＲヘッドドラムを装着した後、ＶＴＲ
テープを巻き、１００gf、２００gf、４００gf、６００
gfの張力を加えた時、回転数により張力を測定した。図
４は回転数の変動による張力測定値の変化を示したもの
である。低い回転数では二つの測定値の差異が大きい
が、回転数が増加する程差異が減少され、約１，０００
rpm 以上になると回転数に関係なく一定な張力の差異を
示す。かかる挙動は回転数が高くなるとテープとヘッド
ドラムの表面の間にエヤーギャップ（air gap)が生じ、
摩擦が減少されることと推察される。また、一旦空気層
が形成されると、回転数に関係なく一定な摩擦特性を有
することが分かる。
テープを巻き、１００gf、２００gf、４００gf、６００
gfの張力を加えた時、回転数により張力を測定した。図
４は回転数の変動による張力測定値の変化を示したもの
である。低い回転数では二つの測定値の差異が大きい
が、回転数が増加する程差異が減少され、約１，０００
rpm 以上になると回転数に関係なく一定な張力の差異を
示す。かかる挙動は回転数が高くなるとテープとヘッド
ドラムの表面の間にエヤーギャップ（air gap)が生じ、
摩擦が減少されることと推察される。また、一旦空気層
が形成されると、回転数に関係なく一定な摩擦特性を有
することが分かる。
【００２６】従って、該装置は接触摩擦係数の測定のみ
ならず空気層の形成条件に関する試験にも使用すること
ができる。図４に示されたように、与えられる張力が増
加する程低い回転数での張力測定値の差異が大きくな
り、併せて完全な空気層が形成される臨界回転数も増加
されることが分かる。図５は張力測定値から式（２）を
利用して計算した摩擦係数の張力依存性を示している。
ならず空気層の形成条件に関する試験にも使用すること
ができる。図４に示されたように、与えられる張力が増
加する程低い回転数での張力測定値の差異が大きくな
り、併せて完全な空気層が形成される臨界回転数も増加
されることが分かる。図５は張力測定値から式（２）を
利用して計算した摩擦係数の張力依存性を示している。
【００２７】５０rpm で計算された値は空気層が形成さ
れない条件で測定された接触摩擦係数であり、１，００
０rpm 以上の回転数で計算された値は完全な空気層の形
成時に観察される摩擦係数を意味する。空気層形成時の
摩擦係数は０．０６程度の値として、与えられる張力に
依存しない。尚、接触摩擦係数は、与えられた張力が２
００gf以上である場合には０．２５乃至０．３の区間の
値を有しており、やはり与えられた張力にあまり依存し
ないことが分かる。
れない条件で測定された接触摩擦係数であり、１，００
０rpm 以上の回転数で計算された値は完全な空気層の形
成時に観察される摩擦係数を意味する。空気層形成時の
摩擦係数は０．０６程度の値として、与えられる張力に
依存しない。尚、接触摩擦係数は、与えられた張力が２
００gf以上である場合には０．２５乃至０．３の区間の
値を有しており、やはり与えられた張力にあまり依存し
ないことが分かる。
【００２８】実施例２ ＴｉＮのコーティングされたＶＴＲヘッドドラムＴｉＮ
のコーティングされなかったヘッドドラムの磨耗特性を
評価するためにそれぞれのドラムを設置した後、与えら
れる張力と回転数を変化させながら摩擦係数を測定した
後、４００gfの張力を与えて摩擦試験を施した。その
後、更に与えられる張力と回転数を変化させながら摩擦
係数を測定して磨耗試験前後の挙動を比較して見た。
のコーティングされなかったヘッドドラムの磨耗特性を
評価するためにそれぞれのドラムを設置した後、与えら
れる張力と回転数を変化させながら摩擦係数を測定した
後、４００gfの張力を与えて摩擦試験を施した。その
後、更に与えられる張力と回転数を変化させながら摩擦
係数を測定して磨耗試験前後の挙動を比較して見た。
【００２９】磨耗試験条件はテープとヘッドドラム表面
との間の接触をなすために回転速度を３，０００rpm に
して回転１０秒、停止１０秒の順で４時間繰返した。図
６は耐磨耗試験の前後５０rpm で測定された接触摩擦係
数変動を示している。耐磨耗試験前には接触摩擦係数が
コーティングされたドラムとコーティングされなかった
ドラムの両方が０．２近所の値を示し、印加張力依存性
が殆どなかった。しかし、磨耗試験が終了された後測定
された摩擦係数は顕著な差異を見せている。
との間の接触をなすために回転速度を３，０００rpm に
して回転１０秒、停止１０秒の順で４時間繰返した。図
６は耐磨耗試験の前後５０rpm で測定された接触摩擦係
数変動を示している。耐磨耗試験前には接触摩擦係数が
コーティングされたドラムとコーティングされなかった
ドラムの両方が０．２近所の値を示し、印加張力依存性
が殆どなかった。しかし、磨耗試験が終了された後測定
された摩擦係数は顕著な差異を見せている。
【００３０】コーティングされなかったドラムの場合に
は摩擦係数が０．２５から０．４に至る高い値を有して
おり、張力依存性も大きい。従ってコーティングされな
かったドラムの場合には本磨耗試験による相当な表面損
傷が生じたことが分かる。これは試験後の表面微細組織
からも確認することができた。ＴｉＮがコーティングさ
れたドラムの場合には磨耗試験により殆ど表面損傷が観
察されなかったが、コーティングされなかったドラムの
場合にはドラムの表面に磁気テープの磁気粒子が差し込
まれていることが観察できた。
は摩擦係数が０．２５から０．４に至る高い値を有して
おり、張力依存性も大きい。従ってコーティングされな
かったドラムの場合には本磨耗試験による相当な表面損
傷が生じたことが分かる。これは試験後の表面微細組織
からも確認することができた。ＴｉＮがコーティングさ
れたドラムの場合には磨耗試験により殆ど表面損傷が観
察されなかったが、コーティングされなかったドラムの
場合にはドラムの表面に磁気テープの磁気粒子が差し込
まれていることが観察できた。
【００３１】
【発明の効果】従来の方法及び装置における測定対象物
の形態上の制限を脱して、耐磨耗特性と潤滑特性が重要
視され、例えばＶＴＲヘッドドラム、複写機またはレー
ザプリンタのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿のリー
ル等の円筒状の形態を有する材料を測定対象とすること
ができる。
の形態上の制限を脱して、耐磨耗特性と潤滑特性が重要
視され、例えばＶＴＲヘッドドラム、複写機またはレー
ザプリンタのドラム、裁縫機のスピンドラ、釣竿のリー
ル等の円筒状の形態を有する材料を測定対象とすること
ができる。
【図１】本発明による耐磨耗試験及び摩擦係数測定装置
の模式図。
の模式図。
【図２】ピン対円板（pin on disk)試験方式の従来技術
の耐磨耗試験及び摩擦係数測定装置の模式図。
の耐磨耗試験及び摩擦係数測定装置の模式図。
【図３】従来のブシャン（Bhushan)式耐磨耗試験装置の
模式図。
模式図。
【図４】本発明による装置を利用してＶＴＲヘッドドラ
ムとＶＴＲテープの間で観察された張力測定結果を示す
グラフで、いろいろな印加張力の下でドラムの回転速度
変動による測定張力の変化を示すグラフ。
ムとＶＴＲテープの間で観察された張力測定結果を示す
グラフで、いろいろな印加張力の下でドラムの回転速度
変動による測定張力の変化を示すグラフ。
【図５】第４図の測定値を利用して摩擦係数を計算した
結果を示すグラフ。
結果を示すグラフ。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は夫々磨耗試験前及
び磨耗試験後における、ＴｉＮがコーティングされたＶ
ＴＲヘッドドラムの摩擦係数及びＴｉＮがコーティング
されなかったＶＴＲヘッドドラムの摩擦係数と印加張力
との相関関係を示すグラフ。
び磨耗試験後における、ＴｉＮがコーティングされたＶ
ＴＲヘッドドラムの摩擦係数及びＴｉＮがコーティング
されなかったＶＴＲヘッドドラムの摩擦係数と印加張力
との相関関係を示すグラフ。
１：試料 ２：相対試料 ３：支持台 ４：支持棒 １１：押棒 １２：回転円板 ２１：棒 ２２：テープ ２３：角度器 ２４：張力測定器 ２５：滑走器 ２６：モータ ２７：カトリッジ加熱器 ３０：錘
Claims (8)
- 【請求項１】 柔軟性物体が外周面に巻かれる円筒形試
料の外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数の測定方法にお
いて、 前記円筒形試料の外周面の少なくとも一部分に接触する
ように前記柔軟性物体である相対試料を前記円筒形試料
の外周面に巻く段階と、前記巻いた相対試料の両端を引
いて相対試料に一定な張力を与える段階と、前記相対試
料を停止させたまま前記円筒形試料を回転させる段階
と、前記相対試料の両端部で張力を測定する段階と、前
記両端部の張力値の差を算出する段階と、前記張力値の
差を利用して円筒形試料の外周面と相対試料の間の摩擦
係数を算出する段階とを含むことを特徴とする円筒形試
料外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定方法。 - 【請求項２】 前記相対試料を前記円筒形試料の外周面
に巻く段階で前記円筒形試料と前記相対試料との間の接
触面積を調節することを特徴とする請求項第１項に記載
の円筒形試料外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定方
法。 - 【請求項３】 前記円筒形試料の回転速度が高速であっ
ても前記円筒形試料と前記相対試料の間に物理的接触が
行われるようにするため前記円筒形試料を、停止状態と
高速回転状態との間の切替えを繰返しながら回転させる
ことを特徴とする請求項第１項に記載の円筒形試料外周
面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定方法。 - 【請求項４】 前記円筒形試料の回転速度を変化させな
がら前記段階を繰返すことを特徴とする請求項第１項、
第２項又は第３項に記載の円筒形試料外周面の磨耗特性
試験及び摩擦係数測定方法。 - 【請求項５】 相対試料が外周面に巻かれる円筒形試料
の外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置におい
て、 前記円筒形試料を回転させるための手段と、前記相対試
料の両端部の張力を各々測定する第１張力測定器及び第
２張力測定器と、前記第１及び第２張力測定器が装着さ
れる支持台で構成され、前記円筒形試料及び前記相対試
料を装着する装着部とを含み、張力測定値の差を利用し
て円筒形試料の外周面と相対試料の間の摩擦係数を算出
することを特徴とする円筒形試料外周面の磨耗特性試験
及び摩擦係数測定装置。 - 【請求項６】 前記円筒形試料の側方に配置されてその
試料の外周面から各々一定間隔で隔離されるように平行
に設置された位置調節が可能な支持棒を更に含み、前記
相対試料は前記支持棒を通過し、前記支持棒の位置を調
節することにより、前記円筒形試料と前記相対試料間の
接触面積が調節され得るようにしたことを特徴とする請
求項第５項に記載の円筒形試料外周面の磨耗特性試験及
び摩擦係数測定装置。 - 【請求項７】 前記張力測定器が装着された支持台は前
記相対試料に与えられる印加張力を調節するために前記
円筒形試料に対して進退可能で位置調節が可能なことを
特徴とする請求項第５項又は第６項に記載の円筒形試料
外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置。 - 【請求項８】 前記円筒形試料の回転速度が高速であっ
ても前記円筒形試料と前記相対試料の間に物理的接触が
行われるようにするために前記回転手段が前記円筒形試
料を、停止状態と高速回転状態との間の切替えを繰返し
ながら回転させ得るように制御する手段を更に含んでい
ることを特徴とする請求項第７項に記載の円筒形試料外
周面の磨耗特性試験及び摩擦係数測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR9687/1994 | 1994-05-03 | ||
| KR1019940009687A KR0139390B1 (ko) | 1994-05-03 | 1994-05-03 | 원통형 물체 측면의 마모 특성 시험 및 마찰 계수 측정 방법 및 그 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07301589A true JPH07301589A (ja) | 1995-11-14 |
| JP2721488B2 JP2721488B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=19382403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7108463A Expired - Fee Related JP2721488B2 (ja) | 1994-05-03 | 1995-05-02 | 円筒形物体の外周面の磨耗特性試験及び摩擦係数の測定方法及びその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5542281A (ja) |
| JP (1) | JP2721488B2 (ja) |
| KR (1) | KR0139390B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3254624B2 (ja) * | 1996-05-31 | 2002-02-12 | 株式会社山武 | スティックスリップ検出方法および検出装置 |
| US5920005A (en) * | 1997-08-01 | 1999-07-06 | Moss; Arthur L. | Geosynthetic liner testing apparatus and method |
| DE10028708A1 (de) * | 1999-06-16 | 2000-12-21 | Luk Lamellen & Kupplungsbau | Verfahren zum Bestimmen von Schlupf zwischen zwei durch reibschlüssige Anlage aneinander in Bewegung übertragenden Bauteilen |
| SE517879C2 (sv) * | 2000-11-13 | 2002-07-30 | Abb Ab | Förfarande och system för utvärdering av statisk friktion |
| US6612150B2 (en) | 2001-03-07 | 2003-09-02 | Wright State University | Method and device for measuring abrasive properties of paper and other sheet materials |
| PT103186A (ja) | 2004-08-24 | 2006-02-27 | Soporcel Sociedade Portuguesa De Papel | |
| CN1953083A (zh) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 机芯量测系统及方法 |
| US7347768B1 (en) * | 2006-07-28 | 2008-03-25 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Apparatus and method to test abrasion resistance of material using airborne particulate |
| US10267717B2 (en) | 2012-05-24 | 2019-04-23 | Scott H Norman | Abrasion wear tester |
| US9341555B2 (en) | 2012-05-24 | 2016-05-17 | Scott H Norman | Abrasion wear tester |
| CN102768173B (zh) * | 2012-07-06 | 2014-07-02 | 西安交通大学 | 基于球盘磨损在线监测的润滑油抗磨性评价方法及装置 |
| CN103323389A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-09-25 | 浙江工业大学 | 无摩擦气缸摩擦力测试装置 |
| KR102394817B1 (ko) * | 2016-06-22 | 2022-05-04 | 잇빤자이단호진 카켄테스트센터 | 흡수량 의존 마찰력 측정장치 및 흡수량 의존 마찰력 측정방법 |
| CN111077067B (zh) * | 2020-01-16 | 2021-05-11 | 东南大学 | 一种湿式盘式摩擦片摩擦系数测量装置及测量方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5612050A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-05 | Nippon Denso Co Ltd | Fuel injection nozzle |
| JPS60100741A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Taiyo Yuden Co Ltd | 帯電性フイルムの動摩擦特性測定方法 |
| JPH04269642A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 摩擦係数測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2910863A (en) * | 1957-03-08 | 1959-11-03 | Beloit Iron Works | Fourdrinier wire testing apparatus |
| US3324719A (en) * | 1964-11-16 | 1967-06-13 | Du Pont | Method for simultaneously measuring frictional properties and static generation rate of yarn |
-
1994
- 1994-05-03 KR KR1019940009687A patent/KR0139390B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-05-01 US US08/432,067 patent/US5542281A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-02 JP JP7108463A patent/JP2721488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5612050A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-05 | Nippon Denso Co Ltd | Fuel injection nozzle |
| JPS60100741A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Taiyo Yuden Co Ltd | 帯電性フイルムの動摩擦特性測定方法 |
| JPH04269642A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 摩擦係数測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950033472A (ko) | 1995-12-26 |
| US5542281A (en) | 1996-08-06 |
| KR0139390B1 (ko) | 1998-07-01 |
| JP2721488B2 (ja) | 1998-03-04 |
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