JPS5913944A - 潤滑剤の評価方法および評価装置 - Google Patents

潤滑剤の評価方法および評価装置

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JPS5913944A
JPS5913944A JP12371982A JP12371982A JPS5913944A JP S5913944 A JPS5913944 A JP S5913944A JP 12371982 A JP12371982 A JP 12371982A JP 12371982 A JP12371982 A JP 12371982A JP S5913944 A JPS5913944 A JP S5913944A
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steel balls
balls
lubricant
sample container
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正 片渕
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潤滑剤の評価方法および評価装置に係り、更に
詳しくは潤滑剤の摩擦特性の評価方法およびその実施装
置の改良に関する。
潤滑剤が用いられる固体間の摩擦状態には、すべり摩擦
ところがシ摩擦とがあるが、潤滑剤の摩擦特性とは、あ
る荷重下で2つの固体が接触し々がら、すべり、または
/および、ころがり運動するときに生ずる種々の特性、
例えば接触面に生ずるその運動を妨げる力(摩擦力)、
固体表面の摩耗の度合、耐荷重能、固体の疲労寿命等を
言い、潤滑剤の重要な基本性能の一つである。
実機での摩擦には、はとんどの場合ころがり摩擦の要素
を含むので実機と相関がある評価を行なうためには、こ
ろがシ摩擦をも評価できることが望ましい。
従来、ころが9摩擦特性を評価する方法としては二円筒
試験(例えばSAE試験)が知られている。
しかし、この方法では試験片(円筒)の製造が困難、か
つ高価であり、しかも試験方法が複雑で手間がかかる等
の欠点を有していた。
一方、ころがp摩擦特性の内、固体の疲労寿命を簡易に
評価する方法として日本工業規格(JIS )に規定さ
れている四球試験を改良した、改良ころがり四球試験が
知られている。即ち通常の四球試験は、4個の同一径の
鋼球をピラミッド型に積みあげ、下の3球を固定し、荷
重をかけながら上の1個を回転させて、すべり摩擦特性
を評価するものであるが、改良ころがシ四球試験は、下
の3球を固定せずに自由に回転できるようにし上の1個
を回転させることによって下の3球も回転するようにし
たものである。
ところが、この改良ころがシ四球試験にあっても実機と
の相関性が必らずしも十分に得られるものではなかった
実機との相関性が劣る原因としては種々の要因が考えら
れ得るが、1つの大きな要因としては実機の金属材質が
どのようなものであるかに拘らず、四球試験、改良ころ
がシ四球試験において用いられる4個の鋼球の全てが、
JIS 、ASTM等の規定に従う金属材質、大きさ、
表面状態の鋼球であるという事が挙げられる。これは、
JIs、ASTM等の規定通りの鋼球を入手することは
容易であるが、潤滑剤の評価を行おうとする者にとって
、任意の金属材料を精度良く球形に加工することは極め
て困難な事だからである。
本発明の目的は、実機との相関性の高い潤滑剤の摩擦特
性の評価方法および評価装置を提供するにあり、本発明
は主として金属材質の面から実機との相関性を持たせよ
うとするものであり、必要によりころがり摩擦の要素を
も導入させるものである。
すなわち、本発明に係る評価方法および評価装置は、四
球試験および改良ころがり四球試験における4個の鋼球
のうちの上の1個の鋼球を、実機にあわせた任意の金属
材料から容易に加工し得る形状の試験片にかえた場合に
相当する構成を有している。
本発明に係る評価方法は、潤滑剤が入れられた試料容器
内に互いに同一径の3個の鋼球を正三角形状に配置する
とともに、先端側に円錐状若しくは略円錐状の外周面を
有する試験片を、前記3個の鋼球の各々に前記外周面が
潤滑剤中において同時に接触するように、配置し、前記
試験片と鋼球との間に所定の荷重を加えながら試験片を
回転させ、前記試験片と前記試料容器との間に生ずる回
転トルクを測定する等して前記目的を達成しようとする
ものであり、ころがシ摩擦の要素を導入する場合は前記
3個の鋼球を試料容器内に回転可能とし、すべり摩擦特
性のみの評価をしようとする場合には前記鋼球を試料容
器に固定するものである。
また、本発明に係る評価装置は潤滑剤が入れられる試料
容器と、前記試料容器内に正三角形状に配置される3個
の鋼球と、先端側に円錐状若しくは略円錐状の外周面を
有し且つ前記外周面が前記3個の鋼球に潤滑剤中におい
て同時に接触するよう配置された試験片と、前記試験片
と鋼球との間に所定の荷重を加える加圧機構と、前記試
験片と鋼球とを相対回転させる回転駆動機構と、を設け
、必要によシさらに試験片と前記試料容器との間に生ず
る回転トルクを測定するトルク測定機構を設けることに
より前記目的を達成しようとするものであシ、ころがシ
摩擦の要素を導入する場合には前記3個の鋼球を試料容
器内に回転可能に配置し、すベシ摩擦特性のみの評価を
しようとする場合には前記鋼球を試料容器に固定するも
のである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図には本発明に係る潤滑剤の評価装置の第1の実施
例が示されており、この図において、略有底円筒体上の
試料容器1の底面IAには座板2が埋設され、この座板
2を介して前記底面IA上には3個の鋼球3が正三角形
状に配置され、これら3個の鋼球3は、がルト4を介し
て前記底面IAに固定されたスペーサ5によって位置決
めされ、試料容器1内において回転自在とされている。
前記正三角形状に配置された3個の鋼球3の中心部には
、先端側に所定の頂角を有する円錐状の外周面6Aが形
成されている試験片6の前記外周面6Aが前記3個の鋼
球3のそれぞれに同時に接触するよう配置されている。
なお、試験片6が鋼球3を前記底面IA側に押えつける
ようにして鋼球3に接触しても、鋼球3けスペーサ5に
よって試料容器1からとび出たり、あるいは底面IAか
ら浮き上ったすすることなく、常に適正な状態で配置さ
れるようになっている。
試験片6の先端の頂角の大きさは、外周面6Aが円錐状
を有するものであれば、特に限定されないが、鋼球3の
位置を安定化させ且つ外周面6Aと鋼球3との接触位置
を適当なものとするうえで、通常30〜150度、その
中でも特に45〜135度が好ましい。この頂角が大き
ければ外周面6Aと鋼球3との接触点の荷重が大きくな
り、反対に小さければ前記荷重が小さくなる。また、外
周面6Aは、実機にあわせて選択された任意の金属材質
よりなる金属棒を旋盤等を用いて容易に製作することか
できる。
また、前記試料容器1内には潤滑剤7が所定量入れられ
ており、試験片6と鋼球3とは潤滑剤7中において接触
されるようになっている。
前記試験片6の基端側はドリルチャック8を介して回転
駆動機構としての縦軸9に連結されており、試験片6の
外周面6Aは3個の鋼球3のそれぞれと点接触しながら
回転しうるよう構成されている。
試料容器1の下端面の中心部にはスプライン軸受11を
介してねじり棒12が回転不能且つ上下動可能に連結さ
れ、このねじり棒12の下端側(図示せず)は回転不能
且つ上下動可能に固定されており、このねじり棒12に
より試料容器1には所定の大きさの回転トルクが与えら
れ得るよう構成されている。
また、試料容器1け加圧機構としての昇降台13上に支
持されており、この昇降台13により試験片6と鋼球3
との間に所定の大きさの荷重が加えられるようになって
いる。尚、この昇降台13の上端部は試料容器1と共に
回動自在とされている。
また、前記試料容器1の外周面には試料容器1の回動量
を示す円筒状の目盛板14が固定され、この目盛板14
の近傍にはこの目盛板14を指標する指針15が設けら
れており、これら目盛板14及び指針15によ多試料容
器1の回転トルクを示すトルク測定機構16が構成され
ている。
次に本実施例の作用につき説明する。
加圧機構としての昇降台13により試験片6と3個の鋼
球3との間に所定の大きさの荷重を加えながら回転駆動
機構としての縦軸9により試験片6を潤滑剤7中におい
て外周面6Aと鋼球3とが接触するようにしながら回転
させる。外周面6Aと鋼球3との間には潤滑剤7の潤滑
膜が形成されるとともに、この回転を妨げる摩擦力が生
じ、この摩擦力により試料容器1には試験片6の回転方
向に回転トルクが発生する。この回転トルクはねじり棒
12の反対方向の回転トルクとつり合った位置にてトル
ク測定機構16にょシ表示され、この回転トルクと荷重
の大きさや試験片60回転数や回転時間等によシ潤滑剤
7の評価が得られることとなる。
このような本実施例によれば次のような効果がある。
従来の四球試験および改良ころがり四球試験の上の1球
に代えて試験片6を用いる構成を採っているため、四球
試験や改良ころがり四球試験が本来布している種々の利
点、例えば操作が簡単で、容易に高荷重が得られ、試料
も少量で試験費用も少ない等の利点を有しながら、試験
片6の外周面6人は旋盤等によシ極めて容易に加工する
ことができ、したがって試験片6として実機にあわせて
任意の金属材料を採用することができる。そのため、金
属材質の面から実機との相関性を持たせることができ、
得られる評価結果の有用性が高いという効果がある。
しかも、試験片6の外周面6Aを加工する際に、実機に
合わせた表面状態とすることも容易であり、また頂角の
大きさを適宜選択して鋼球3との接触点を実機に合うよ
うな試験条件に選1パすることができ、これらの点から
も実機との相関性を向上させることができるという効果
がある。
次に、以下の実験例により本発明を更に詳細に説明する
実施例 第1図に示される装置を用いて、潤滑剤7として市販の
ステンレス圧延油4種(それぞれへ油。
B油、C油、D油とする。いずれも40℃における粘度
は15 cstである。)を以下の条件にて評価した。
試験片6・・・材質ステンレス(STJS430)。
頂角90度 試験片6の回転数・・・500 rpm鋼球3・・・J
IS K−2519用の1インチ SUJ 2 荷車・・・243 kl 油温・・・50℃ 測定方法・・・試料容器1に働く回転トルクをロードセ
ル状のトルク測定機構16にて測定した。
以上の条件下にて得られた評価結果を第1表に示した。
ついで実機との相関性をみる為に前記A−D油のそれぞ
れについて以下の条件にて実機での性能を調べた。
圧延機・・・ワークロール径4011バツクアツプロー
ル径136震の4用圧延機 圧延材・・・材質は前記実験例における試験片6と同じ
でステンレス(8US−430)の5oIIII1幅コ
イル 圧延方法・・・圧延速度130 m/m1n−、張力(
前後同じ)350k1.1.5→0.35譚の4ノfス
圧延、圧下率37.5→30.5→27.5→26.0
チ圧下刃算出方法・・・各パスごとの最大圧下刃を平均
した。
以上の条件における実機での結果を第1表に示した。
第     1     表 第1表からも、本発明による評価結果と実機での実際の
性能との間には相関係数0.97(90%有意)であシ
、従って本発明による評価方法から実機での圧延圧下刃
(圧延性)が正確に予測できるということがわかる。
実施例 潤滑剤7として市販のアルミ箔圧延油4種(全て同−社
の製品であり、それぞれE油、F油、q油、H油とする
。いずれも40℃における粘度は1.5cstである。
)を以下の条件にて評価した。
試験片6・・・材質アルミニウム(1050材)、頂角
90度 試験片60回転数・・・500 rpm鋼球3・・・J
IS K−2519用の1インチ SUJ2 荷重・・・42kl 油温・・・50℃ 評価方法・・・試料容器1に働く回転トルクをロードセ
ル状のトルク測定機構16にて測定した。
以上の条件下にて得られた評価結果を第2表に示した。
また、第2表には、E〜[■油にそれぞれ表示されてい
たアルミ箔圧延での最高圧延速度の大きさの順位を大き
い順に1+2#3.$4と表示した。
第     2     表 第2表からも、本発明によればアルミ箔圧延での最高圧
延速度を正確に予測できるということがわかる。
なお、上述の第1の実施例においては鋼球3は試料容器
1内に回転自在に配置されているものであったが、第2
図に示される第2の実施例の如く、鋼球3は球押え20
により試料容器1に固定されているものであってもよい
。この場合は、ころがり摩擦特性の要素は導入されず、
すべり摩擦特性のみの評価を行うこととなる。まだ、試
料容器1の回転トルクを測定して潤滑剤7を評価するも
のとしたが、これに限らず、例えば焼付きを起こさない
最大荷重値や最高回転数等を測定して評価するものであ
ってもよいし、あるいはまた鋼球3や試験片6の摩耗痕
を測定して潤滑剤7の耐摩耗性を評価するものであって
もよい。
さらに、同一の潤滑剤7に対して試験片6の金属材質を
種々変更すれば金属劇料の特性を評価することもできる
また、試験片6の先端側の外周面6Aの形状は第1図に
示されるものに限らず、第3図に示される如く、円錐台
状であってもよいし、第4図に示されるようにやや丸み
がかって略円錐状に形成されているものであってもよい
上述のように本発明によれば、実機との相関性の高い潤
滑剤の評価方法および評価装置を提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る潤滑剤の評価装置の第1の実施例
の要部を示す断面図、第2図は第2の実施例の要部を示
す断面図、第3図および第4図は各々前記実施例以外の
互いに異なる試験片の先端形状を示す正面図である。 1・・・試料容器、3・・・鋼球、6・・・試験片、6
A・・・外周面、7・・・潤滑剤、9・・・回転駆動機
構としての縦軸、12・・・ねじり棒、13・・・加圧
機構としての昇降台、16・・・トルク測定機構。 代理人 弁理士 木 下 實 三 15− 16一

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)潤滑剤が入れられた試料容器内に互いに同一径の
    3個の鋼球を正三角形状に配置するとともに、先端側に
    円錐状若しくは略円錐状の外周面を有する試験片を、前
    記3個の鋼球の各々に前記外周面が潤滑剤中において同
    時に接触するように、配置し、前記試験片と鋼球との間
    に所定の荷重を加えながら試験片を回転させることを特
    徴とする潤滑剤の評価方法。
  2. (2)潤滑剤が入れられる試料容器と、前記試料容器内
    に正三角形状に配置される3個の鋼球と、先端側に円錐
    状若しくは略円錐状の外周面を有し且つ前記外周面が前
    記3個の鋼球に潤滑剤中において同時に接触するよう配
    置された試験片と、前記試験片と鋼球との間に所定の荷
    重を加える加圧機構と、前記試験片を回転させる回転駆
    動機構と、が備えられていることを特徴とする潤滑剤の
    評価装置。
  3. (3)%許請求の範囲第2項において、前記3個の鋼球
    は試料容器内において回転可能に配置されていることを
    特徴とする潤滑剤の評価装置。
JP12371982A 1982-07-15 1982-07-15 潤滑剤の評価方法および評価装置 Granted JPS5913944A (ja)

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JPH0373816B2 JPH0373816B2 (ja) 1991-11-25

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6200736B1 (en) * 1998-04-15 2001-03-13 Etec Systems, Inc. Photoresist developer and method
WO2006063597A1 (fr) * 2004-12-19 2006-06-22 Mohamed Rahmani Tribometre a trois billes pour le frottement de roulement
JP2007520705A (ja) * 2004-02-03 2007-07-26 セントレ・ナショナル・デ・ラ・レシェルシェ・サイエンティフィーク 摩擦計
CN104297454A (zh) * 2014-10-13 2015-01-21 清华大学 一种主动调控摩擦副之间润滑膜厚度的摩擦实验台

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