JPH10132731A - 摩擦試験方法と摩擦試験装置 - Google Patents
摩擦試験方法と摩擦試験装置Info
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- JPH10132731A JPH10132731A JP30374996A JP30374996A JPH10132731A JP H10132731 A JPH10132731 A JP H10132731A JP 30374996 A JP30374996 A JP 30374996A JP 30374996 A JP30374996 A JP 30374996A JP H10132731 A JPH10132731 A JP H10132731A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料片間の摺動摩擦領域の雰囲気条件に対応
して、摺動摩擦による状態変化を的確に測定解析し、こ
の状態変化に伴って発生する生成体を検出解析すること
が可能な摩擦試験装置を提供する。 【解決手段】 被測定試料片１と試験試料片２とをモー
タ１１の回転によって摺動させ、摺動摩擦領域１２に、
制御手段１３の制御により、気体供給手段５から弗素を
含む気体流を所定幅の分子流パルスとして噴射させ、所
定の雰囲気条件を設定することにより、被測定試料片１
の材質との間に生成放出される弗化物、或いは被測定試
料片１の表面に形成され付着する弗化物の生成パルス波
形を、分光器６、７で摺動状態に変化を与えずに分光検
出し、解析手段８、９でデコンボリューションすること
により、弗化物の生成メカニズムを定量的に解析し、摺
動摩擦領域の雰囲気と化学変化とが摩擦係数に与える影
響を、高精度で定量的に解析することが可能になる。
して、摺動摩擦による状態変化を的確に測定解析し、こ
の状態変化に伴って発生する生成体を検出解析すること
が可能な摩擦試験装置を提供する。 【解決手段】 被測定試料片１と試験試料片２とをモー
タ１１の回転によって摺動させ、摺動摩擦領域１２に、
制御手段１３の制御により、気体供給手段５から弗素を
含む気体流を所定幅の分子流パルスとして噴射させ、所
定の雰囲気条件を設定することにより、被測定試料片１
の材質との間に生成放出される弗化物、或いは被測定試
料片１の表面に形成され付着する弗化物の生成パルス波
形を、分光器６、７で摺動状態に変化を与えずに分光検
出し、解析手段８、９でデコンボリューションすること
により、弗化物の生成メカニズムを定量的に解析し、摺
動摩擦領域の雰囲気と化学変化とが摩擦係数に与える影
響を、高精度で定量的に解析することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料片間の摺動摩
擦状態を、雰囲気条件に対応付けて測定し解析する摩擦
試験方法と、試料片間の摺動摩擦状態を、雰囲気条件に
対応付けて測定し解析する摩擦試験装置とに関する。
擦状態を、雰囲気条件に対応付けて測定し解析する摩擦
試験方法と、試料片間の摺動摩擦状態を、雰囲気条件に
対応付けて測定し解析する摩擦試験装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】特公平２−１５８１２号公報に、摩擦試
料と相手試料とを真空容器内において摺動状態に配置
し、摩擦試料と相手試料とを冷却状態にし、或いは加熱
状態にした雰囲気内で、相互間の荷重の変化に対応する
摺動摩擦力の測定を行なう真空環境試験装置が開示され
ている。この開示に係る技術は、宇宙開発に伴って要求
される歯車などの部品の真空状態下での摺動摩擦力を温
度の変化に対応付けて測定解析することを目的とするも
ので、開示の技術に基づいて、宇宙空間で使用する装置
の摺動部品の動作を安定に行なわせることが可能にな
る。
料と相手試料とを真空容器内において摺動状態に配置
し、摩擦試料と相手試料とを冷却状態にし、或いは加熱
状態にした雰囲気内で、相互間の荷重の変化に対応する
摺動摩擦力の測定を行なう真空環境試験装置が開示され
ている。この開示に係る技術は、宇宙開発に伴って要求
される歯車などの部品の真空状態下での摺動摩擦力を温
度の変化に対応付けて測定解析することを目的とするも
ので、開示の技術に基づいて、宇宙空間で使用する装置
の摺動部品の動作を安定に行なわせることが可能にな
る。
【０００３】このように装置の部品として使用される試
料片間の摺動摩擦状態の測定解析は、宇宙空間で使用さ
れる装置に限らず、磁気ディスク装置などのＯＡ機器に
も必要なことであり、特に磁気ディスクでは、ヘッドと
ディスク間の摺動をスムーズ且つ安定に行なう条件を設
定することが、高精度の記録・再生動作には必須の事項
である。
料片間の摺動摩擦状態の測定解析は、宇宙空間で使用さ
れる装置に限らず、磁気ディスク装置などのＯＡ機器に
も必要なことであり、特に磁気ディスクでは、ヘッドと
ディスク間の摺動をスムーズ且つ安定に行なう条件を設
定することが、高精度の記録・再生動作には必須の事項
である。
【０００４】このために、磁気ディスクでは、ＰＦＰＥ
（Ｐｅｒ Ｆｌｕｏｒｏ Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ）などの
潤滑剤を基にし、その端末を水酸基やカルボニル基を有
する官能基で置換して、ディスクに対する吸着性を向上
させた潤滑剤をディスクの表面に塗布して、ヘッドがデ
ィスク上でクラッシュすることを防止し、ヘッドとディ
スク間の摺動を安定化しスムーズな摺動を行なわせるこ
とが行なわれている。ところが、ヘッドが低浮上化状態
からコンタクトレコーディング状態に進むと、ヘッドと
ディスクの摩擦によって、化学反応を促進するトライボ
ケミカル反応が発生し、潤滑剤が分解されることによ
り、ヘッドとディスクとの摺動がスムーズに行なわれな
くなることがある。
（Ｐｅｒ Ｆｌｕｏｒｏ Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ）などの
潤滑剤を基にし、その端末を水酸基やカルボニル基を有
する官能基で置換して、ディスクに対する吸着性を向上
させた潤滑剤をディスクの表面に塗布して、ヘッドがデ
ィスク上でクラッシュすることを防止し、ヘッドとディ
スク間の摺動を安定化しスムーズな摺動を行なわせるこ
とが行なわれている。ところが、ヘッドが低浮上化状態
からコンタクトレコーディング状態に進むと、ヘッドと
ディスクの摩擦によって、化学反応を促進するトライボ
ケミカル反応が発生し、潤滑剤が分解されることによ
り、ヘッドとディスクとの摺動がスムーズに行なわれな
くなることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、ヘッドと
ディスクとの摺動がスムーズに行なわれなくなる状態
は、ヘッドとディスクが配置される雰囲気条件に大きく
依存するので、この問題の解決には、ヘッドとディスク
の摺動摩擦領域の雰囲気条件に対する潤滑剤の分解の状
態を把握することが必要であり、所定の雰囲気条件下で
ヘッドとディスクとの摺動摩擦によって発生する生成対
象体を、現在の摺動摩擦状態を変化させることなく検出
解析することが必要になる。しかし、前述した従来の技
術では、ヘッドとディスクの摺動摩擦領域の雰囲気条件
に対する状態変化や該状態変化に伴う生成体の検出や解
析をすることは出来ない。
ディスクとの摺動がスムーズに行なわれなくなる状態
は、ヘッドとディスクが配置される雰囲気条件に大きく
依存するので、この問題の解決には、ヘッドとディスク
の摺動摩擦領域の雰囲気条件に対する潤滑剤の分解の状
態を把握することが必要であり、所定の雰囲気条件下で
ヘッドとディスクとの摺動摩擦によって発生する生成対
象体を、現在の摺動摩擦状態を変化させることなく検出
解析することが必要になる。しかし、前述した従来の技
術では、ヘッドとディスクの摺動摩擦領域の雰囲気条件
に対する状態変化や該状態変化に伴う生成体の検出や解
析をすることは出来ない。
【０００６】本発明は、前述したようなこの種の試料片
間の摺動摩擦状態の測定解析の現状に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、試料片間の摺動摩擦領域
の雰囲気条件に対応して、摺動摩擦による状態変化を的
確に測定解析し、この状態変化に伴って発生する生成体
を検出解析することが可能な摩擦試験方法を提供するこ
とにある。
間の摺動摩擦状態の測定解析の現状に鑑みてなされたも
のであり、その第１の目的は、試料片間の摺動摩擦領域
の雰囲気条件に対応して、摺動摩擦による状態変化を的
確に測定解析し、この状態変化に伴って発生する生成体
を検出解析することが可能な摩擦試験方法を提供するこ
とにある。
【０００７】また、本発明の第２の目的は、試料片間の
摺動摩擦領域の雰囲気条件に対応して、摺動摩擦による
状態変化を的確に測定解析し、この状態変化に伴って発
生する生成体を検出解析することが可能な摩擦試験装置
を提供することにある。
摺動摩擦領域の雰囲気条件に対応して、摺動摩擦による
状態変化を的確に測定解析し、この状態変化に伴って発
生する生成体を検出解析することが可能な摩擦試験装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
めために、請求項１記載の発明は、被測定試料片と試験
用試料片とを相対的に摺動させ、前記試験用試料片と前
記被測定試料片相互間の摩擦状態を、前記被測定試料片
と前記試験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析
する摩擦試験方法に対して、前記被測定試料片と前記試
験用試料片との摺動摩擦領域に気体流を噴射する噴射ス
テップと、該気体流噴射下での前記摺動摩擦領域の状態
変化を検出し、検出状態を解析する検出解析ステップと
が設けられていることを特徴とするものである。
めために、請求項１記載の発明は、被測定試料片と試験
用試料片とを相対的に摺動させ、前記試験用試料片と前
記被測定試料片相互間の摩擦状態を、前記被測定試料片
と前記試験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析
する摩擦試験方法に対して、前記被測定試料片と前記試
験用試料片との摺動摩擦領域に気体流を噴射する噴射ス
テップと、該気体流噴射下での前記摺動摩擦領域の状態
変化を検出し、検出状態を解析する検出解析ステップと
が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】前記第２の目的を達成するために、請求項
２記載の発明は、被測定試料片と試験用試料片とを相対
的に摺動させ、前記試験用試料片と前記被測定試料片相
互間の摩擦状態を、前記被測定試料片と前記試験用試料
片間の対接荷重に対応付けて測定解析する摩擦試験装置
に対して、前記被測定試料片と前記試験用試料片との摺
動摩擦領域に気体流を噴射する気体流噴射手段と、該気
体流噴射手段による気体流噴射下での前記摺動摩擦領域
の状態変化を検出し、検出状態を解析する検出解析手段
とが設けられていることを特徴とするものである。
２記載の発明は、被測定試料片と試験用試料片とを相対
的に摺動させ、前記試験用試料片と前記被測定試料片相
互間の摩擦状態を、前記被測定試料片と前記試験用試料
片間の対接荷重に対応付けて測定解析する摩擦試験装置
に対して、前記被測定試料片と前記試験用試料片との摺
動摩擦領域に気体流を噴射する気体流噴射手段と、該気
体流噴射手段による気体流噴射下での前記摺動摩擦領域
の状態変化を検出し、検出状態を解析する検出解析手段
とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】同様に前記第２の目的を達成するために、
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
前記気体流噴射手段が、前記摺動の周期に同期して、前
記気体流の噴射を経時的に制御して噴射を行なうことを
特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
前記気体流噴射手段が、前記摺動の周期に同期して、前
記気体流の噴射を経時的に制御して噴射を行なうことを
特徴とするものである。
【００１１】同様に前記第２の目的を達成するために、
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載の
発明に対して、前記気体流が分子線として前記摺動摩擦
領域に供給されるように、前記気体流噴射手段の気体噴
射量、前記摺動摩擦領域の雰囲気圧力、及び前記気体流
の噴出位置と前記摺動摩擦領域間の距離を制御する制御
手段が設けられていることを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載の
発明に対して、前記気体流が分子線として前記摺動摩擦
領域に供給されるように、前記気体流噴射手段の気体噴
射量、前記摺動摩擦領域の雰囲気圧力、及び前記気体流
の噴出位置と前記摺動摩擦領域間の距離を制御する制御
手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】同様に前記第２の目的を達成するために、
請求項５記載の発明は、請求項２ないし請求項４の何れ
かに記載の発明において、前記検出解析手段が、摩耗粉
の収集除去のような前記摺動摩擦領域に検出による摺動
状態の明確な変化をもたらさずに、前記状態変化の検出
と検出状態の解析とを行なうことを特徴とするものであ
る。
請求項５記載の発明は、請求項２ないし請求項４の何れ
かに記載の発明において、前記検出解析手段が、摩耗粉
の収集除去のような前記摺動摩擦領域に検出による摺動
状態の明確な変化をもたらさずに、前記状態変化の検出
と検出状態の解析とを行なうことを特徴とするものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の摩擦試験装置に
係る一実施の形態を、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１は本実施の形態の要部の構成を示す説明図、図
２は本実施の形態による摩擦試験動作時の信号波形の説
明図である。
係る一実施の形態を、図１及び図２に基づいて説明す
る。図１は本実施の形態の要部の構成を示す説明図、図
２は本実施の形態による摩擦試験動作時の信号波形の説
明図である。
【００１４】本実施の形態では、図１に示すように、モ
ータ１１で軸芯を中心に回転駆動されるシリコン材のデ
ィスク形状の被測定試料片１が設けられ、この被測定試
料片１の表面に、ダイヤモンド材のピン形状の試験用試
料片２が対接して配設され、被測定試料片１と試験用試
料片２との対接位置の近傍に、ノズル５ａの噴射口を位
置させて、ノズル５ａから気体流を噴射する気体供給手
段５が配設されている。また、被測定試料片１の回転に
よって生じる被測定試料片１と試験用試料片２との摺動
摩擦領域１２に近接対向して、被測定試料片１と試験用
試料片２との摺動摩擦により発生する放出粒子を分光分
析する分光器６と、被測定試料片１と試験用試料片２と
の摺動摩擦により、被測定試料片１面上に形成され付着
している生成物の分光分析を行なう分光器７とが配設さ
れている。
ータ１１で軸芯を中心に回転駆動されるシリコン材のデ
ィスク形状の被測定試料片１が設けられ、この被測定試
料片１の表面に、ダイヤモンド材のピン形状の試験用試
料片２が対接して配設され、被測定試料片１と試験用試
料片２との対接位置の近傍に、ノズル５ａの噴射口を位
置させて、ノズル５ａから気体流を噴射する気体供給手
段５が配設されている。また、被測定試料片１の回転に
よって生じる被測定試料片１と試験用試料片２との摺動
摩擦領域１２に近接対向して、被測定試料片１と試験用
試料片２との摺動摩擦により発生する放出粒子を分光分
析する分光器６と、被測定試料片１と試験用試料片２と
の摺動摩擦により、被測定試料片１面上に形成され付着
している生成物の分光分析を行なう分光器７とが配設さ
れている。
【００１５】試験用試料片２には、歪みゲージを検出素
子として、試験用試料片２と被測定試料片１間の摺動摩
擦力を測定する摩擦力計測手段３が接続され、この摩擦
力計測手段３を介して、試験用試料片２には、歪みゲー
ジを検出素子として、試験用試料片２と被測定試料片１
間に印加される荷重を制御し測定する荷重制御計測手段
４が接続されている。また、分光器６、７には、分光器
６、７で得られる分光データを解析する解析手段８、９
がそれぞれ接続され、気体供給手段５には、気体噴射
量、噴射気体による摺動摩擦領域の雰囲気圧力、ノズル
５ａの噴射孔位置を制御する制御手段１３が接続されて
いる。そして、本実施の形態には、全体の動作を制御す
る制御部１０が設けられ、この制御部１０が、制御手段
１３、分光器７、摩擦力計測手段３、荷重制御計測手段
４、分光器６及びモータ１１に接続されている。
子として、試験用試料片２と被測定試料片１間の摺動摩
擦力を測定する摩擦力計測手段３が接続され、この摩擦
力計測手段３を介して、試験用試料片２には、歪みゲー
ジを検出素子として、試験用試料片２と被測定試料片１
間に印加される荷重を制御し測定する荷重制御計測手段
４が接続されている。また、分光器６、７には、分光器
６、７で得られる分光データを解析する解析手段８、９
がそれぞれ接続され、気体供給手段５には、気体噴射
量、噴射気体による摺動摩擦領域の雰囲気圧力、ノズル
５ａの噴射孔位置を制御する制御手段１３が接続されて
いる。そして、本実施の形態には、全体の動作を制御す
る制御部１０が設けられ、この制御部１０が、制御手段
１３、分光器７、摩擦力計測手段３、荷重制御計測手段
４、分光器６及びモータ１１に接続されている。
【００１６】このような構成の本実施の形態の動作を説
明する。起動スイッチがＯＮされると、制御部１０の指
令によって、制御手段１３が作動し、気体の供給量、背
圧、摺動摩擦領域の雰囲気圧力、ノズル５ａの噴射孔位
置が制御され、噴射孔位置と摺動摩擦領域間の距離が、
気体の平均行程以下になるように設定され、図２に示す
ように、制御手段１３からの制御パルス２０に対応し
て、弗素を含む気体流が、所定幅の供給気体パルス２１
として、気体供給手段５から摺動摩擦領域１２に、被測
定試料片１と試験試料片２との摺動の周期に同期して噴
射される。同時に、制御部１０の指令によって、モータ
１１が所定の回転速度で回転し、また、荷重制御計測手
段４によって、被測定試料片１と試験試料片２間に所定
の荷重が印加され、所定の摺動摩擦条件下で、被測定試
料片１上を試験試料片２が摺動を開始する。
明する。起動スイッチがＯＮされると、制御部１０の指
令によって、制御手段１３が作動し、気体の供給量、背
圧、摺動摩擦領域の雰囲気圧力、ノズル５ａの噴射孔位
置が制御され、噴射孔位置と摺動摩擦領域間の距離が、
気体の平均行程以下になるように設定され、図２に示す
ように、制御手段１３からの制御パルス２０に対応し
て、弗素を含む気体流が、所定幅の供給気体パルス２１
として、気体供給手段５から摺動摩擦領域１２に、被測
定試料片１と試験試料片２との摺動の周期に同期して噴
射される。同時に、制御部１０の指令によって、モータ
１１が所定の回転速度で回転し、また、荷重制御計測手
段４によって、被測定試料片１と試験試料片２間に所定
の荷重が印加され、所定の摺動摩擦条件下で、被測定試
料片１上を試験試料片２が摺動を開始する。
【００１７】このようにして、供給気体パルス２１が摺
動領域に噴射されると、気体流に含まれる弗素が、シリ
コン基板である被測定試料片１と化合して弗化物が生成
され、被測定試料片１上での試験試料片２の摺動によっ
て、生成された弗化物の一部が、被測定試料片１から図
２に示す生成物パルス２２として放出され、この生成物
パルス２２が分光器６によって検出される。この生成物
パルス２２では、弗化物の生成を示す１０００ｃｍ-1近
傍のピーク強度が、供給気体パルス２１に追従して時間
的に変動している。
動領域に噴射されると、気体流に含まれる弗素が、シリ
コン基板である被測定試料片１と化合して弗化物が生成
され、被測定試料片１上での試験試料片２の摺動によっ
て、生成された弗化物の一部が、被測定試料片１から図
２に示す生成物パルス２２として放出され、この生成物
パルス２２が分光器６によって検出される。この生成物
パルス２２では、弗化物の生成を示す１０００ｃｍ-1近
傍のピーク強度が、供給気体パルス２１に追従して時間
的に変動している。
【００１８】そこで、解析手段８によって、生成物パル
ス２２を供給気体パルス２１の波形によって、デコンボ
リューションすると、図２に示す解析波形パルス２３が
得られ、この解析波形パルス２３の立ち上がりや減衰状
態を解析することにより、放出される弗化物の生成メカ
ニズムが定量的に解析される。また、分光器７では、被
測定試料片１の表面に形成され、付着している弗化物が
分光分析され、同様に、弗化物の生成を示す１０００ｃ
ｍ-1近傍のピーク強度が、供給気体パルス２１に追従し
て変動した生成物パルス２２に対応するパルスが検出さ
れ、解析手段９によって、この生成物パルス２２に対応
するパルスを供給気体パルス２１の波形によって、デコ
ンボリューションすることにより、解析波形パルス２３
に対応するパルスが得られ、被測定試料片１の表面に形
成される弗化物の生成メカニズムが定量的に解析され
る。
ス２２を供給気体パルス２１の波形によって、デコンボ
リューションすると、図２に示す解析波形パルス２３が
得られ、この解析波形パルス２３の立ち上がりや減衰状
態を解析することにより、放出される弗化物の生成メカ
ニズムが定量的に解析される。また、分光器７では、被
測定試料片１の表面に形成され、付着している弗化物が
分光分析され、同様に、弗化物の生成を示す１０００ｃ
ｍ-1近傍のピーク強度が、供給気体パルス２１に追従し
て変動した生成物パルス２２に対応するパルスが検出さ
れ、解析手段９によって、この生成物パルス２２に対応
するパルスを供給気体パルス２１の波形によって、デコ
ンボリューションすることにより、解析波形パルス２３
に対応するパルスが得られ、被測定試料片１の表面に形
成される弗化物の生成メカニズムが定量的に解析され
る。
【００１９】これらの分光器６、７による分光分析で
は、生成物である弗化物を強制的に吸引採取するような
ことは行なわないので、生成物の測定解析によって、被
測定試料片１と試験試料片２との摺動摩擦領域１２の表
面状態が変化することはない。そして、摩擦力計測手段
３によって、荷重制御計測手段４で設定された荷重条件
下での摺動摩擦領域での摩擦力が、気体供給手段５から
の気体流の噴射に対応して計測され、摺動摩擦領域の雰
囲気と化学変化が摩擦係数に与える影響が解析される。
は、生成物である弗化物を強制的に吸引採取するような
ことは行なわないので、生成物の測定解析によって、被
測定試料片１と試験試料片２との摺動摩擦領域１２の表
面状態が変化することはない。そして、摩擦力計測手段
３によって、荷重制御計測手段４で設定された荷重条件
下での摺動摩擦領域での摩擦力が、気体供給手段５から
の気体流の噴射に対応して計測され、摺動摩擦領域の雰
囲気と化学変化が摩擦係数に与える影響が解析される。
【００２０】このように、本実施の形態によると、簡単
な構成により、被測定試料片１と試験試料片２との摺動
摩擦領域１２に、所定の雰囲気条件を設定し、気体供給
手段５から弗素を含む気体流を、分子線の所定幅の供給
気体パルス２１として摺動摩擦領域１２に噴射し、被測
定試料片１の材質との間に生成放出される弗素の弗化
物、或いは被測定試料片１の表面に形成され付着する弗
化物の生成物パルス２２を分光器６、７で分光検出し、
解析手段８、９で、供給気体パルス２１に対応付けてデ
コンボリューションすることにより、被測定試料片１と
試験試料片２との摺動摩擦領域１２の表面状態に変化を
与えずに、弗化物の生成メカニズムを定量的に解析し、
摺動摩擦領域１２の雰囲気と化学変化が摩擦係数に与え
る影響を、高精度で定量的に解析することが可能にな
る。
な構成により、被測定試料片１と試験試料片２との摺動
摩擦領域１２に、所定の雰囲気条件を設定し、気体供給
手段５から弗素を含む気体流を、分子線の所定幅の供給
気体パルス２１として摺動摩擦領域１２に噴射し、被測
定試料片１の材質との間に生成放出される弗素の弗化
物、或いは被測定試料片１の表面に形成され付着する弗
化物の生成物パルス２２を分光器６、７で分光検出し、
解析手段８、９で、供給気体パルス２１に対応付けてデ
コンボリューションすることにより、被測定試料片１と
試験試料片２との摺動摩擦領域１２の表面状態に変化を
与えずに、弗化物の生成メカニズムを定量的に解析し、
摺動摩擦領域１２の雰囲気と化学変化が摩擦係数に与え
る影響を、高精度で定量的に解析することが可能にな
る。
【００２１】なお、以上に説明した実施の形態では、所
定の気流雰囲気内で、被測定試料片１と試験試料片２と
の摺動に伴って発生する生成物を弗化物とし、その測定
に分光器６、７を使用する場合を説明したが、本発明
は、この実施の形態に限定されるものではなく、発生す
る生成体としては、原子、分子、イオン、電子、電磁波
などを対象として、その測定に質量分析器その他各種の
測定器を使用することが可能であり、例えば質量分析器
を使用する場合には、質量分析器を差動排気なしに摺動
摩擦領域１２の近傍に配置して、微小生成物を精度よく
検出することが可能になる。また、実施の形態では、試
験用試料片２に摩擦力計測手段３を接続した場合を説明
したが、被測定試料片１の回転トルクから摩擦力を測定
することも可能である。
定の気流雰囲気内で、被測定試料片１と試験試料片２と
の摺動に伴って発生する生成物を弗化物とし、その測定
に分光器６、７を使用する場合を説明したが、本発明
は、この実施の形態に限定されるものではなく、発生す
る生成体としては、原子、分子、イオン、電子、電磁波
などを対象として、その測定に質量分析器その他各種の
測定器を使用することが可能であり、例えば質量分析器
を使用する場合には、質量分析器を差動排気なしに摺動
摩擦領域１２の近傍に配置して、微小生成物を精度よく
検出することが可能になる。また、実施の形態では、試
験用試料片２に摩擦力計測手段３を接続した場合を説明
したが、被測定試料片１の回転トルクから摩擦力を測定
することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、被測定試
料片と試験用試料片とが相対的に摺動され、試験用試料
片と被測定試料片相互間の摩擦状態が、被測定試料片と
試験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析される
と共に、噴射ステップで、被測定試料片と試験用試料片
との摺動摩擦領域に気体流が噴射され、検出解析ステッ
プで、該気体流噴射下での摺動摩擦領域の状態変化が検
出され、該検出状態が解析されるので、厳密に設定され
た雰囲気条件と、摺動摩擦領域の状態変化との相関関係
が的確に把握され、例えば、摺動摩擦領域に高濃度の気
体を供給しながら、質量分析器を差動排気なしに摺動摩
擦領域近傍に配置して、微小生成物の検出解析をするこ
とも可能になり、被測定試料片と試験用試料片間の摺動
摩擦による状態の変化を、摺動摩擦領域の雰囲気条件に
対応付けて、広い条件範囲に対応して的確に解析するこ
とが可能になる。
料片と試験用試料片とが相対的に摺動され、試験用試料
片と被測定試料片相互間の摩擦状態が、被測定試料片と
試験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析される
と共に、噴射ステップで、被測定試料片と試験用試料片
との摺動摩擦領域に気体流が噴射され、検出解析ステッ
プで、該気体流噴射下での摺動摩擦領域の状態変化が検
出され、該検出状態が解析されるので、厳密に設定され
た雰囲気条件と、摺動摩擦領域の状態変化との相関関係
が的確に把握され、例えば、摺動摩擦領域に高濃度の気
体を供給しながら、質量分析器を差動排気なしに摺動摩
擦領域近傍に配置して、微小生成物の検出解析をするこ
とも可能になり、被測定試料片と試験用試料片間の摺動
摩擦による状態の変化を、摺動摩擦領域の雰囲気条件に
対応付けて、広い条件範囲に対応して的確に解析するこ
とが可能になる。
【００２３】請求項２記載の発明によると、被測定試料
片と試験用試料片とが相対的に摺動され、試験用試料片
と被測定試料片相互間の摩擦状態が、被測定試料片と試
験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析されると
共に、気体流噴射手段によって、被測定試料片と試験用
試料片との摺動摩擦領域に気体流が噴射され、検出解析
手段によって、該気体流噴射下での摺動摩擦領域の状態
変化が検出され、該検出状態が解析されるので、厳密に
設定された雰囲気条件と、摺動摩擦領域の状態変化との
相関関係が的確に把握され、例えば、摺動摩擦領域に高
濃度の気体を供給しながら、質量分析器を差動排気なし
に摺動摩擦領域近傍に配置して、微小生成物の検出解析
をすることも可能になり、被測定試料片と試験用試料片
間の摺動摩擦による状態の変化を、摺動摩擦領域の雰囲
気条件に対応付けて、広い条件範囲に対応して的確に解
析することが可能になる。
片と試験用試料片とが相対的に摺動され、試験用試料片
と被測定試料片相互間の摩擦状態が、被測定試料片と試
験用試料片間の対接荷重に対応付けて測定解析されると
共に、気体流噴射手段によって、被測定試料片と試験用
試料片との摺動摩擦領域に気体流が噴射され、検出解析
手段によって、該気体流噴射下での摺動摩擦領域の状態
変化が検出され、該検出状態が解析されるので、厳密に
設定された雰囲気条件と、摺動摩擦領域の状態変化との
相関関係が的確に把握され、例えば、摺動摩擦領域に高
濃度の気体を供給しながら、質量分析器を差動排気なし
に摺動摩擦領域近傍に配置して、微小生成物の検出解析
をすることも可能になり、被測定試料片と試験用試料片
間の摺動摩擦による状態の変化を、摺動摩擦領域の雰囲
気条件に対応付けて、広い条件範囲に対応して的確に解
析することが可能になる。
【００２４】請求項３記載の発明によると、請求項２記
載の発明で得られる効果に加えて、気体流噴射手段によ
り、摺動の周期に同期して、気体流の噴射が経時的に制
御されて噴射が行なわれるので、摺動摩擦による状態変
化を、気体流の変化に対応付けて解析することが可能に
なる。
載の発明で得られる効果に加えて、気体流噴射手段によ
り、摺動の周期に同期して、気体流の噴射が経時的に制
御されて噴射が行なわれるので、摺動摩擦による状態変
化を、気体流の変化に対応付けて解析することが可能に
なる。
【００２５】請求項４記載の発明によると、請求項２ま
たは請求項３記載の発明で得られる効果に加えて、制御
手段によって、気体流が分子線として摺動摩擦領域に供
給されるように、気体流噴射手段の気体噴射量、摺動摩
擦領域の雰囲気圧力、及び気流の噴射位置と摺動摩擦領
域間の距離が制御されるので、該距離が気体流の平均自
由行程以下となり、所定幅のバルス状の気体流を摺動摩
擦領域に供給し、摺動摩擦領域から発生する気体流の波
形に対応した発生体の波形を解析することにより、反応
の活性化エネルギーなどが得られ、反応メカニズムを定
量的に解明することが可能になる。
たは請求項３記載の発明で得られる効果に加えて、制御
手段によって、気体流が分子線として摺動摩擦領域に供
給されるように、気体流噴射手段の気体噴射量、摺動摩
擦領域の雰囲気圧力、及び気流の噴射位置と摺動摩擦領
域間の距離が制御されるので、該距離が気体流の平均自
由行程以下となり、所定幅のバルス状の気体流を摺動摩
擦領域に供給し、摺動摩擦領域から発生する気体流の波
形に対応した発生体の波形を解析することにより、反応
の活性化エネルギーなどが得られ、反応メカニズムを定
量的に解明することが可能になる。
【００２６】請求項５記載の発明によると、請求項２な
いし請求項４の何れかに記載の発明で得られる効果に加
えて、検出解析手段により、摩耗粉の収集除去のような
前記摺動摩擦領域に検出による摺動状態の明確な変化を
もたらさずに、状態変化の検出と検出状態の解析とを高
精度で行なうことが可能になる。
いし請求項４の何れかに記載の発明で得られる効果に加
えて、検出解析手段により、摩耗粉の収集除去のような
前記摺動摩擦領域に検出による摺動状態の明確な変化を
もたらさずに、状態変化の検出と検出状態の解析とを高
精度で行なうことが可能になる。
【図１】本発明の摩擦試験装置に係る一実施の形態の要
部の構成を示す説明図である。
部の構成を示す説明図である。
【図２】同実施の形態による摩擦試験動作時の信号波形
の説明図である。
の説明図である。
１ 被測定試料片 ２ 試験用試料片 ３ 摩擦力計測手段 ４ 荷重制御計測手段 ５ 気体供給手段 ６、７ 分光器 ８、９ 解析手段 １０ 制御部 １３ 制御手段
Claims (5)
- 【請求項１】 被測定試料片と試験用試料片とを相対的
に摺動させ、前記試験用試料片と前記被測定試料片相互
間の摩擦状態を、前記被測定試料片と前記試験用試料片
間の対接荷重に対応付けて測定解析する摩擦試験方法に
対して、 前記被測定試料片と前記試験用試料片との摺動摩擦領域
に気体流を噴射する噴射ステップと、該気体流噴射下で
の前記摺動摩擦領域の状態変化を検出し、検出状態を解
析する検出解析ステップとが設けられていることを特徴
とする摩擦試験方法。 - 【請求項２】 被測定試料片と試験用試料片とを相対的
に摺動させ、前記試験用試料片と前記被測定試料片相互
間の摩擦状態を、前記被測定試料片と前記試験用試料片
間の対接荷重に対応付けて測定解析する摩擦試験装置に
対して、 前記被測定試料片と前記試験用試料片との摺動摩擦領域
に気体流を噴射する気体流噴射手段と、該気体流噴射手
段による気体流噴射下での前記摺動摩擦領域の状態変化
を検出し、検出状態を解析する検出解析手段とが設けら
れていることを特徴とする摩擦試験装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の摩擦試験装置において、
前記気体流噴射手段が、前記摺動の周期に同期して、前
記気体流の噴射を経時的に制御して噴射を行なうことを
特徴とする摩擦試験装置。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の摩擦試験
装置に対して、前記気体流が分子線として前記摺動摩擦
領域に供給されるように、前記気体流噴射手段の気体噴
射量、前記摺動摩擦領域の雰囲気圧力、及び前記気体流
の噴出位置と前記摺動摩擦領域間の距離を制御する制御
手段が設けられていることを特徴とする摩擦試験装置。 - 【請求項５】 請求項２ないし請求項４の何れかに記載
の摩擦試験装置において、前記検出解析手段が、摩耗粉
の収集除去のような前記摺動摩擦領域に検出による摺動
状態の明確な変化をもたらさずに、前記状態変化の検出
と検出状態の解析とを行なうことを特徴とする摩擦試験
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30374996A JPH10132731A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦試験方法と摩擦試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30374996A JPH10132731A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦試験方法と摩擦試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132731A true JPH10132731A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17924816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30374996A Pending JPH10132731A (ja) | 1996-10-29 | 1996-10-29 | 摩擦試験方法と摩擦試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132731A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163908A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Tohoku Univ | 分析装置および分析方法 |
| CN117929185A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 浙江大学 | 用于摩擦界面原位光谱表征的微型摩擦磨损测试仪及方法 |
| CN117929185B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-06-11 | 浙江大学 | 用于摩擦界面原位光谱表征的微型摩擦磨损测试仪及方法 |
-
1996
- 1996-10-29 JP JP30374996A patent/JPH10132731A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163908A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Tohoku Univ | 分析装置および分析方法 |
| CN117929185A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 浙江大学 | 用于摩擦界面原位光谱表征的微型摩擦磨损测试仪及方法 |
| CN117929185B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-06-11 | 浙江大学 | 用于摩擦界面原位光谱表征的微型摩擦磨损测试仪及方法 |
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