JPS62190442A - 転がり摩擦試験機のトラクシヨン力測定装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、転がり摩擦試験機のトラクション力測定装
置に関し、とくに２円筒式または４円筒式転がり摩擦試
験機における試験片のトラクション力を回転数に制約さ
れずに高精度で測定できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、２円筒式転がり摩擦試験機を用いて転がり滑り摩
擦力（トラクション力）を測定する場合、互いに平行に
配置された２個の回転軸に試験片を取り付け、少なくと
も一方の回転軸にトルク変換器を介装し、一方の試験片
に荷重を加えて試験片同士の転がり面を圧接し、２個の
試験片をそれぞれ異なる周速で回転させ、この周速差に
よって２個の試験片の接触部に転がりと滑りとを生ぜし
め、これに基づくトラクション力をトルク変換器により
トルクとして検出する方式が採用されている。

また、４円筒式転がり摩擦試験機を使用する場合は、正
三角形の頂点を軸心とする互いに平行な回転軸に、それ
ぞれ同一直径の主動試験片を取り付け、これらの主動試
験片の中央に支持された従動試験片の回転軸にトルクメ
ータピックアップを介装し、少なくとも１個の主動試験
片に荷重を加えて各試験片の転がり面を圧接し、主動試
験片を同一回転数で同一方向に回転させ、従動試験片は
主動試験片とは異なる周速で反対方向に回転させるか、
またはその回転軸を制動して主動試験片よりも低い周速
で反対方向に回転させることにより周速差を与え、これ
により主動試験片を従動試験片との接触部に生ずる転が
りと滑りとに基づくトラクション力をトルクメータピッ
クアップによりトルクとして測定する方式が採用されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の転がり摩擦試験機のうち、２円筒式試験機は、試
験片の回転軸の支持軸受やオイルシールの摩擦トルクが
トルクメータピックアップの測定値に含まれるので、荷
重２回転数、温度等により変化する摩擦トルクが測定値
の精度に影響を与えることになり、高精度の測定値を得
るためには、摩擦トルクの検出値を試験条件に応じて補
正する必要がある。

４円筒式試験機は、従動試験片が３個の主動試験片によ
って支持されるので、従動試験片の支持軸受を必要とせ
ず、したがって、支持軸受の摩擦トルクが測定値に影響
を与えることがなく、高い測定精度が得られるという利
点がある。

しかし、上記の再試験機においては、試験片を高面圧、
高周速の条件で試験する場合、試験片の損傷時における
交換が必要となるが、試験コストをできるだけ安価にす
るためには、試験片の寸法を大きくすることができない
という制約があり、通常４０〜６０ｎ＋直径の試験片が
使用されている。

したがって、上記の試験機によって高周速（たとえば４
０ｍ／ｓ）を得るには、試験片を高回転数（１３，００
０〜２０．０００ｒｐｔ　）で回転させる必要があるが
、このような高速回転で使用できるトルク変換器、ない
しはトルクメータピックアップは入手が困難であるため
、従来の測定装置によるトラクション力測定においては
、試験片の最高周速は２０　ｍ　／　ｓ程度が限度であ
り、これよりも高速回転にすることができないという制
約がある。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
であり、試験片の高速回転時においても高精度の測定が
可能なトラクション力測定装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のトラクション力測定装置が装着される転がり
摩擦試験機のうち、２円筒式試験機としては、従来構造
の試験機のほか、２個の試験片を各１個ずつ、上下一対
の互いに平行な駆動ディスクに挾持して、駆動ディスク
の摩擦力によって試験片に回転を与える構造の試験機に
ついても適用され、また４円筒式試験機としては、従来
構造の試験機のほか、３個の主動試験片を各１個ずつ、
三角形の頂点に軸心をもつ互いに平行な３個の駆動ディ
スクのうち隣り合う２個の駆動ディスクに挾持して、各
主動試験片の中央に従動試験片を支持し、駆動ディスク
の摩擦力によって主動試験片に回転を与える構造の試験
機についても適用される。

上記の２円筒式試験機においては、２個の試験片の回転
軸を各別に、または左右２組の駆動ディスクの回転軸を
各一対の駆動ディスクを一体としてフレームにより支持
して、何れか一方のフレームを各試験片の軸心を結ぶＸ
方向とＸ方向に対して直交するＹ方向とに移動可能に連
結する。

上記の４円筒式試験機においては、３個の主動試験片の
回転軸または３個の駆動ディスクの回転軸のうち上方側
に配置される１個の主動試験片または駆動ディスクの各
回転軸と下方側に配置される２個の主動試験片または駆
動ディスクの各回転軸とをそれぞれ各別にフレームによ
り支持して、何れか一方のフレームを上方側の主動試験
片または駆動ディスクの軸心と各主動試験片または駆動
ディスクの軸心により形成される三角形の重心とを結ぷ
Ｘ方向と、この方向に対して直交するＹ方向とに移動可
能に連結する。

上記の可動側のフレームに対するＸ方向の連結点は、試
験片または駆動ディスクの軸心、あるいは一対の駆動デ
ィスクの軸心の中点に対して点対称の２位置に配する。

各フレーム相互間には、各試験片に対してＸ方向への荷
重を与える負荷装置を設けるとともに、各試験片の接触
部におけるトラクション力検出用のロードセルをＹ方向
に設ける。

〔作用〕

この発明のトラクション力測定装置においては、試験片
の接触部に作用するトラクション力が、固定側フレーム
に対して可動側フレームをＹ方向に移動させる力として
伝達され、この力がＹ方向と平行なロードセルによって
検出される。

可動側フレームは、試験片または駆動ディスクの軸心、
あるいは一対の駆動ディスクの軸心の中点に対して点対
称の２位置においてＸ方向に連結されているため、この
連結点における試験片または駆動ディスクの支持軸受の
摩擦トルクによるモーメントのＹ方向成分は、互いに反
対方向に働いて打ち消されることになり、ロードセルに
よるトラクション力の検出地には含まれない。

また、試験片または駆動ディスクの回転軸を固定例フレ
ームと固定側フレームに対してＸ方向およびＹ方向に移
動可能なフレームとにより支持し、試験片相互間のトラ
クション力を回転運動をしないフレーム相互間の力に変
換して検出するので、トラクション力検出手段によって
試験片の回転数を制約されることがない。

〔実施例〕 以下、この発明の実施例について、図面を参照して説明
する。

第１図は、２円筒式試験機について実施例を示す正面図
である。

試験弁１０の回転軸１１は、上段フレーム３゜により回
転自在に支持し、試験片■２の回転軸重３は、下段フレ
ーム３２により回転自在に支持している。

上記の上段フレーム３ｏと下段フレーム３２との何れか
一方は、試験片１ｏの軸心０１　と試験片１２の軸受０
□とを結ぶ垂直方向（Ｘ方向）およびＸ方向に対して直
交する水平方向（Ｙ方向）への移動ができるようになっ
ている。

上記のフレーム３０．３２の左右両側には、それぞれロ
ードセル３５．３７が介装されたロッド３４．３６をＸ
方向と平行に配置して、各ロッド３４．３６の上端部を
上段フレーム３０に枢着し、右側のロッド３６の下端部
は下段フレーム３２に枢着し、左側のロッド３４の下端
部は重錘４０が吊下されたレバー４１を介して下段フレ
ーム３２に枢着している。

このロッド３４．３６の上段フレーム３０に対する連結
点Ｃ＋、Ｃｚは、この実施例では試験片１０の軸心０１
に対して点対称の位置に配面しである。

また、上段フレーム３０の右側端部とこれに対向する下
段フレーム３２のアーム３３との間には、ロードセル３
９が介装されたロッド３８をＹ方向と平行に配置して、
その左右両端部を枢着している。

上記構成の試験機による試験を行うときは、試験片１０
と試験片１２との接触部に重錘４０による荷重Ｆｎを与
える。試験片１０と試験片１２とは、互いに異なる周速
でそれぞれ図示矢印のように反対方向に回転させる。

これにより、試験片１０と試験片１２との接触部の切線
方向（Ｙ方向）には、転がり滑り摩擦力（トラクション
力）が発生する。

このトラクション力Ｆｔは、上段フレーム３０または下
段フレーム３２をＹ方向に移動させる力として伝達され
、Ｙ方向と平行な連結ロッド−３８に介装されているロ
ードセル３９の検出値り、とじて求めることができる。

第２図は、試験片１０の回転軸１１の支持軸受の摩擦ト
ルクＭｂにより連結点Ｃ＋　、、Ｃ２に作用するモーメ
ントの大きさと方向とを示す線図である。

Ｘ方向と平行な連結ロッド３４．３６の上段フレーム３
０における連結点Ｃ＋、Ｃｚは、試験片１０の軸心Ｏ８
に対して点対称であるから、連結点Ｃ，Ｃ，には摩擦ト
ルクＭｂが互いに反対方向に作用する。したがって、連
結点Ｃ＋、ＣｚにおけるモーメンＩ−ＦｂのＹ方向成分
Ｆｙは、同一大きさで互いに反対方向となって打ら消さ
れることになり、ロードセル３９の検出値Ｌ１から除外
される。

また、この実施例では、試験片１０と試験片１２との接
触部に与えられた荷重Ｆｎは、Ｘ方向と平行な連結ロッ
ド３４．３６に介装されたロードセル３５．３７の検出
値Ｌｚ、Ｌａの和として求めることができる。

試験片１０の支持軸受の摩擦トルクＭｂによって連結ロ
ッド３４，３６の連結点Ｃ，，Ｃ２に作用するモーメン
トＦｂのＸ方向成分ＦＸについては、第２図に示すよう
に同一大きさで互いに反対方向であるから、ロードセル
３５にはＦＸを加えた値がＬｚとして検出され、ロード
セル３７にはＦｘを滅じた値がり、として検出されるが
、ＬｚとＬ３との和を求めればＦイは消去されることに
なる。

上記のようにロードセル３９，３５．３７の検出値Ｌ＋
　、Ｌｚ　、Ｌ：ｌとトラクション力Ｆむ、接触荷重Ｆ
ｎとの間には、次の関係式が成立する。

Ｆｔ＝Ｌ＋ Ｆ　ｎ　＝　Ｌｚ　　＋　Ｌｚ したがって、摩擦係数μについても次式から求めること
ができる。

なお、前記実施例におけるロードセル３５とロードセル
３７とは、連結ロッド３４．３６のフレーム３０．３２
に対する連結点の幾何学的寸法関係および負荷装置の種
類を適宜設定することにより、何れか一方または双方と
も省略することができる。

第３図は、２円筒式試験機についての他の実施例を示す
正面図、第４図は、その一部を断面にして示す平面図で
ある この試験機は、右側と左側とに、上下一対の駆動ディス
ク２０ａ、２０ｂと駆動ディスク２２ａ。

２２ｂとを軸心を平行にして並列に配置して、右側の駆
動ディスク２０ａ、２０ｂの回転軸２１ａ。

２１ｂは軸受２１ｃを介して一体にフレーム３０により
支持し、左側の駆動ディスク２２ａ、２２ｂの回転軸２
３ａ、２３ｂは軸受２３Ｃを介して一体にフレーム３２
により支持している。

上記の駆動ディスク２０ａ、２０ｂ；２２ａ。

２２ｂの軸方向両側には、中央部分よりも大径で同一直
径の段付部２６．２７が形成されており、右側上方の駆
動ディスク２０ａと左側下方の駆動ディスク２２ｂには
、段付部２６．２７の軸方向外側に、段付部２６．２７
よりも大径のフランジ部２８．２９が形成されている。

試験片１０と試験片１２とは、何れも駆動ディスクより
もごく小径であって、一方の試験片１０は円筒状に成形
され、他方の試験片１２は軸方向両側部分（駆動部）１
６よりも中央部分（試験部）１７がやや大径で凸球面状
に成形された山形状のものであり、駆動部１６の直径が
円筒状試験片１０の直径と同一寸法になっている。

円筒状試験片１０は、右側の駆動ディスク２０ａ、２０
ｂの段付部２６の間に挾持して、その軸方向両側端面を
右側上方の駆動ディスク２０ａのフランジ部２８に摺接
させ、山形状試験片１２は、左側の駆動ディスク２２ａ
、２２ｂの段付部２７の間に駆動部１６を挾持して、そ
の軸方向両側端面を左側下方の駆動ディスク２２ｂのフ
ランジ部２９に摺接させることによって、それぞれ軸方
向への動きを制限し、この状態で駆動ディスク２０ａ、
２０ｂ；２２ａ、２２ｂの段付部２６．２７を駆動面と
して摩擦力により回転させるようにしている。

この試験機では、右側のフレーム３０と左側のフレーム
３２との何れか一方が、試験片１０と試験片１２との軸
心Ｏｌ、　Ｏｚを結ぶ水平方向（Ｘ方向）およびＸ方向
に対して直交する垂直方向（Ｙ方向）への移動ができる
ようになっている。

フレーム３０とフレーム３２との上下両側には、それぞ
れロードセル３５．３７が介装されたロッド３４，３６
をＸ方向と平行に配置して、各ロッド３４，３６の右端
部をフレーム３０に枢着し、下側のロッド３６の左端部
はフレーム３２に枢着し、上側のロッド３４左端部はナ
ツト４３によって圧縮されるばね４２を介してフレーム
３２に連結している。

このロッド３４．３６の右端部におけるフレーム３０と
の連結点Ｃ，，Ｃ２は駆動ディスク２０ａ、２０ｂの軸
心２１ａ、２１ｂの中点２１ｄに対して点対称の位置に
配置しである。

また、フレーム３０の下端部とこれに対向するフレ」ム
３２のアーム３３との間には、ロードセル３９が介装さ
れたロッド３８をＹ方向と平行に配置して、その上下両
端部を枢着している。

上記構成の試験機を作動させるときは、円筒状試験片１
０に山形状試験片１２の試験部１７とを点接触させた状
態でばね４２を圧縮して右側フレーム３０を介して右側
の駆動ディスク２０ａ、２０ｂを左側の駆動ディスク２
２ａ、２２ｂに対して押圧して、試験片１０．１２の接
触部に荷重Ｆｎを与える。

右側の駆動ディスク２０ａ、２０ｂと左側の駆動ディス
ク２２ａ、２２ｂとを、それぞれ図示矢印のように反対
方向に口絵させて、円筒状試験片１０と山形状試験片１
２とを、それぞれ駆動ディスク２’Ｏａ、２０ｂの段付
部２６と駆動ディスク２２ａ、２２ｂの段付部２７との
間の摩擦力によって矢印で示すように反対方向に回転さ
せる。

そこで、たとえば右側の駆動ディスク２０ａ。

２０ｂと左側の駆動ディスク２２ａ、２２ｂとを、それ
ぞれ同一回転数で回転させると、円筒状試験片１０と山
形状試験片１２の駆動部１６との周速はほぼ同一となる
が、山形状試験片１２の試験部１７は駆動部１６よりも
大径であるから、円筒状試験片１０との接触に周速差が
生じ、接触部の切線方向（Ｙ方向）にはトラクション力
Ｆｔが発生する。

このトラクション力Ｆｔは、右側フレーム３０または左
側フレーム３２のＹ方向への移動力として伝達され、Ｙ
方向と平行な連結ロッド３８のロードセル３９によって
トラクション力Ｆｔを検出することができる。

また、試験片１０．１２の接触部に与えられた荷重Ｆｎ
は、Ｘ方向と平行な連結ロッド３４．３６のロードセル
３５．３７の検出値の和として求めることができる。

この実施例では、駆動ディスク２０ａ、２０ｂの段付部
２６および駆動ディスク２２ａ、２２ｂの段付部２７の
直径よりもごく小径の試験片１０゜１２を使用すること
ができるので、駆動ディスク２０ａ、２０ｂ；２２ａ、
２２ｂ自体の回転数を高くしな（でも、試験片１０．１
２の高速回転が容易に得られる。

また、この実施例の円筒状試験片１０は駆動ディスク２
０ａ、２０ｂの段付部２６に、山形状試験片１２の駆動
部１６は、駆動ディスク２２ａ。

２２ｂの段付部２７にそれぞれ円周方向２個所で・挾持
されて、駆動ディスクの半径方向にＦｒの２倍の力で圧
接され、円筒状試験片１０と山形状試験片１２の試験部
１７とは、Ｆｎの力で圧接されているが、このＦｎはＦ
ｒの水平分力であるＦｎ／２の２倍であって、ＦｒはＦ
　ｎ　／　２よりも常に大きいから、円筒状試験片１０
と駆動ディスク２０ａ、２０ｂの段付部２６との接触部
、および山形状試験片１２の駆動部１６と駆動ディスク
２２ａ、２２ｂの段付部２７との接触部においては殆ど
滑りを生ぜず、滑りは主として円筒状試験片１０と山形
状試験片１２の試験部１７との接触部において生ずるこ
とになる。

また、この実施例によれば、駆動ディスク２０ａ、２０
ｂの段付部２６と駆動ディスク２２ａ。

２２ｂの段付部２７とを駆動面としているから、試験片
１０．１２と駆動ディスクの段付部２６゜２７との間の
面圧を、試験片１０．１２同士の面圧よりも小さくする
ことができ、試験片１Ｏ１１２が駆動ディスクにより駆
動される面（駆動部）が試験片１０．１２同士の接触部
（試験部）よりも先に損傷するおそれが殆どなくなる。

また、試験片１０．１２の駆動部と試験片とが試験片の
軸方向の異なる位置にあるため、試験部が損傷しても駆
動ディスクの段付部２６．２７に試験片１０゜１２の損
傷が転写されて駆動ディスクが損傷を受けることがなく
なるだけでなく、試験片１０．１２と駆動ディスクの段
付部２６．２７との直径比が大きいことと相まって、駆
動ディスクの寿命が著しく長くなり、駆動ディスクの補
修、交換の頻度が著しく少なく、両持支持としても試験
機の保守にさほどの不便を来さなくなるので、両持支持
とすることができる。

また、この実施例の試験片１０．１２は駆動ディスクに
挾持されて摩擦力で回転するから回転軸および支持軸受
は不要であり、駆動ディスクの回転軸は、その両端を軸
受２１ｃ、２３ｃによって両持支持しているので、駆動
ディスクに負荷される荷重は両端の軸受２１ｃ、２３ｃ
に分散されることになる。このため、駆動ディスクの支
持軸受２１Ｃ，２３Ｃは小形のものであっても寿命が長
くなり、荷重１回転数とも苛酷な使用条件ではないので
、潤滑装置も簡単な構造のものを使用することができる
。

したがって、この実施例の試験機は、耐久性。

信頼性が高く、製作費も安価であるだけでなく、使用す
る試験片がごく小径であるため、安価なコストでの試験
が可能となる。

第５図は、４円筒式試験機についての実施例を示す正面
図である。

３個の主動試験片１０，１２．１４は、何れも同一直径
のものであってそれぞれの軸心Ｏ０，０□。

０３が正三角形の頂点に位置するように配置され、この
正三角形の重心位置に任意の直径の従動試験片１８が配
置されている。

上方側に配置された主動試験片１０の回転軸１１は、上
段フレーム３０により回転自在に支持し、下方側に配置
された主動試験片１２．１４の回転軸１３．１５は下段
フレーム３２に一体に取り付けて回転自在に支持してい
る。

下段フレーム３２は、不動位置に固定されているが、上
段フレーム３０は主動試験片１０の軸心０１と、各主動
試験片１０，１２．１４の軸心Ｏ８゜０□、０３によっ
て形成される正三角形の重心（従動試験片１８の軸心０
４）とを結ぶ垂直方向（Ｘ　／’Ｊ向）およびＸ方向に
対して直交する水平方向（Ｙ方向）への！％　ＩＪ］が
できるようになっている。

上記のフレーム３０．３２の左右両側には、それぞれロ
ードセル３５．３７が介装されたロッド３４．３６をＸ
方向と平行に配置して、各ロッド３４．３６の上端部を
上段フレーム３０に枢着し、左側のロッド３４の下端部
は下段フレーム３２に枢着し、右側のロッド３６の下端
部は重錘４０が吊下されたレバー４１を介して下段フレ
ーム３２に枢着している。

このロッド３４．３６の上端部の上段フレーム３０との
連結点Ｃ，，Ｃ２は主動試験片１０の軸心０．に対して
点対称の位置に配置している。

また、上段フレーム３０の左側端部とこれに対向する下
段フレーム３２のアーム３３との間には、ロードセル３
９が介装されたロッド３８をＹ方向と平行に配置して、
その左右両端部を１■着している。

上記構成の試験機をを作動させるときは、主動試験片１
０，１２．１４と従動試験片１８との接触部に重錘４０
による荷重Ｆｎを与えた状態として、主動試験片１０，
１２．１４をそれぞれ同一回転数で図示矢印のように同
一方向に回転させる。

従動試験片１８は、主動試験片とは異なる周速で反対方
向に回転させるか、またはその支持軸１９を制動して主
動試験片との間の摩擦力により反対方向に回転させる。

これにより、主動試験片１０，１２．１４と従動試験片
Ｉ８との接触部の切線方向にトラクション力Ｆｔが発生
する。

主動試験片１０と従動試験片１８との間で発生したトラ
クション力Ｆｔが、上段フレーム３０をＹ方向に移動さ
せる力として伝達され、Ｙ方向と平行な連結ロフト３８
のロードセル３９によってこのトラクション力Ｆｔが検
出されることになる。

また、主動試験片１０，１２．１４と従動試験片１８と
の接触部に与えられた荷重Ｆｎは、Ｘ方向と平行な連結
ロッド３４．３６のロードセル３５．３７の検出値の和
として求めることができる。

この実施例における上下段フレーム３０．３２は、上記
とは反対に上段フレーム３０を固定し、下段フレーム３
２をＸ方向およびＹ方向に移動可能にしてもよい。

第６図は、主動試験片１０の回転軸１１の支持軸受の摩
擦トルクによる力の作用状態を示すモーメント線図であ
る。

前述の２円筒式試験機において説明した第２図の場合と
全く同様に、Ｘ方向と平行な連結ロッド３４．３６の連
結点Ｃ，，Ｃ２には、支持軸受の摩擦トルクＭｂにより
同一大きさのモーメントＦｂが互いに反対方向に作用す
るから、ＦｂのＹ方向成分Ｆｖは打ち消されてロードセ
ル３９の検出値から除外され、また、ＦｂのＸ方向成分
Ｆｘは、ロードセル３５とロードセル３７との和を求め
ることにより消去される。

第７図は、４円筒式試験機についての他の実施例を示す
正面図である。

３個の駆動ディスク２０，２２．２４を軸心Ｕ。

ＵＫ、Ｕ３を平行にして正三角形の頂点に一致させて配
置している。

この駆動ディスク２０，２２．２４には、前記第３図の
実施例で説明した段付部が軸方向両側に同一直径で形成
されており、下方側に配置された２個の駆動ディスク２
２．２４には、同様に第３図の実施例で説明したフラン
ジ部２８．２９が軸方向外側に形成されている。

上方側の駆動ディスク２０の回転軸２１は、上段フレー
ム３０により回転自在に支持し、下方側の駆動ディスク
２２．２４の回転軸２３．２５は、下段フレーム３２に
一体に取り付けて回転自在に支持している。

下段フレーム３２は、不動位置に固定されているが、上
段フレーム３０は駆動ディスク２０の軸心Ｕ１と、各駆
動ディスク２０，２２．２４の軸心Ｕ＋　、Ｕ２　、Ｕ
３．によって形成される正三角形の重心とを結ぶ垂直方
向（Ｘ方向）およびＸ方向に対して直交する水平方向（
Ｙ方向）への移動ができるようになっている。

上記のフレーム３０．３２には、その左側にロードセル
３５が介装されたロッド３４を、右側に負荷装置（たと
えば油圧シリンダ）４４とロードセル３７とが介装され
たロッド３６をそれぞれＸ方向と平行に配置して、各ロ
ッド３４．３６の上端部を上段フレーム３０に枢着し、
下端部を下段フレーム３２に枢着している。

このロッド３４．３６の上端部の上段フレーム３０との
連結点Ｃ，，Ｃ，は、駆動ディスク２０の軸心Ｕｌに対
して点対称の位置に配置している。

また、上段フレーム３０の左側端部とこれに対向する下
段フレーム３２のアーム３３との間には、ロードセル３
９が介装されたロッド３８をＹ方向と平行に配置して、
その左右両端部を枢着している。

上記構成からなる試験機においては、同一直径の３個の
主動試験片１０．１２．１４と任意の直径の１個の従動
試験片１８とを使用するが、これらの試験片の直径は、
前記第３図で説明した試験片と同様に駆動ディスクより
もごく小径の寸法になっている。

上記の主動試験片１０，１２．１４と従動試験片１８と
の形状については、主動試験片１０，１２．１４が円筒
状試験片である場合は従動試験片試験片１８はそれより
も薄幅で外周面に凸状球面もしくは円筒面が形成された
円盤状試験片を使用するのが好ましい。このほか主動試
験片１０，１２．１４として前記第３図で説明した山形
状試験片を使用し、従動試験片は円筒状試験片を使用し
てもよい。

主動試験片試験片工０は隣り合う駆動ディスク２０、．
２２の段付部の間に挾持し、主動試験片試験片１２は隣
り合う駆動ディスク２２．２４の段付部の間に挾持し、
主動試験片１４は隣り合う駆動ディスク２０．２４の段
付部の間に挾持する。

従動試験片１８は、主動試験片１０，１２．１４の中央
に取り囲んで円周方向３個所τ接触させ、図示しない支
持軸により回転可能に支持する。このように従動試験片
１８は、主動試験片１０．１２．１４によって半径方向
に支持されているので、従動試験片１８の支持軸は、軸
方向位置のみを支持するものであればよい。

上記構成の試験機を作動させるときは、負荷装置４４に
より上段フレーム３０を介して上方側の駆動ディスク２
０を下方側の駆動ディスク２２゜２４に対し荷重Ｐｎで
押圧し、主動試験片１０゜１２．１４と従動試験片１８
との接触部に荷重Ｆｎを与えた状態として、駆動ディス
ク２０，２２゜２４をそれぞれ同一回転数で図示矢印の
ように同一方向に回転させる。

これによって、主動試験片１０，１２．１４は、駆動デ
ィスク２０，２２．２４の段付部との間の摩擦力により
矢印で示すように駆動ディスク２０゜２２．２４とは反
対方向にほぼ同一周速で回転する。

従動試験片１８は、主動試験片とは異なる周速で反対方
向に回転させるか、またはその支持軸を制動して主動試
験片との間の摩擦力により反対方向に回転させる。

これにより、主動試験片１０，１２．１４と従動試験片
１８との接触部に周速差が生じ、各接触部の切線方向に
トラクション力Ｆｔが発生する。

また、駆動ディスク２０，２２．２４と主動試験片１０
，１２．１４との接触部Ａ、Ｂの切線方向には、それぞ
れ摩擦力Ｆ　ｔ／２が作用する。

したがって、上方側の駆動ディスク２０とこれに挾持さ
れた２個の主動試験片１０．１４との間の摩擦力Ｆｔ／
２の合成力ｐｔが、上段フレーム３０をＹ方向に移動さ
せる力として伝達されるから、Ｙ方向と平行な連結ロッ
ド３８のロードセル３９によって、この合成力Ｐｔが検
出されることになる。

第７図に併記した示力図で明らかなように、摩擦力Ｆｔ
／２の方向はＹ方向に対して α＝３０°−θの角度をもっており、合成力ｐｔは、 Ｐｔ＝Ｆｔｃｏｓ　　（３０°　−θ）であるから、こ
の式からトラクション力Ｆｔを求めることができる。

また、負荷装置４４による荷重Ｐｎは、Ｘ方向と平行な
連結ロッド３４．３６のロードセル３５゜３７の検出値
の和となる。

上方側の駆動ディスク２０に挾持された２個の主動試験
片１０．１４の接触部Ａ、ＢのＸ方向には、Ｐ　ｎ　／
　２の反力が作用するが、この接触部Ａ。

Ｂには、主動試験片１０，１２．１４と従動試験片１８
との間に与えられた荷重Ｆｎの１／２の反力が、隣り合
う駆動ディスク２０．２４の軸心線Ｕ、Ｕ、と駆動ディ
スク２０．２２の軸心線Ｕ１Ｕ２に対する直角方向に作
用する。

したがって、主動試験片１０．１４の接触部Ａ。

Ｂにおける半径方向の反力Ｐｒは、 Ｐｒ＝Ｆｎ／２ｓｉｎθ であるから、Ｘ方向の反力Ｐ　ｎ　／　２は、Ｐｎ＝Ｆ
ｎ　ｃｏｓ　（３０°−θ）　／　ｓｉｎθとなり、こ
の式からＦｎを求めることができる。

この実施例においても、上段フレーム３０を固定し、下
段フレーム３２をＸ方向およびＹ方向に移動可能にして
もよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、試験片の回転軸、ま
たは試験片を円周方向２個所で挾持して摩擦力によって
回転させる駆動ディスクの回転軸を支持する固定フレー
ムと、固定フレームに連結されて一定の方向に移動可能
な可動フレームとを設け、可動フレームに支持された試
験片の回転軸または試験片を摩擦力によって回転させる
駆動ディスクの回転軸の支持軸受等の摩擦力の影響を消
去するように可動フレームを支持し、試験片相互の周速
差によって生ずるトラクション力を固定フレームと可動
フレームとの間に作用する力に変換して検出するように
構成している。したがって、この発明によれば、試験片
のトラクション力を試験片の回転数に制約されずに測定
することができるから、従来よりも高回転数にすること
が可能となるだけでなく、試験片の支持軸受の摩擦トル
クが測定値に影響を及ぼすことがなくなるから、きわめ
て高精度の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を２円筒式試験機に適用した実施例
を示す正面図、第２図は、試験片の支持軸受の摩擦トル
クの作用状態を示すモーメント線図、第３図は、この発
明を他の２円筒式試験機に適用した実施例を示す正面図
、第４図は第３図の一部断面平面図、第５図は、この発
明を４円筒式試験機に適用した実施例を示す正面図、第
６図は試験片の支持軸受の摩擦トルクの作用状態を示す
モーメント線図、第７図は、この発明を他の４円筒式試
験機に適用した実施例を示す正面図である。 図中、１０．１２．１４は試験片、１１，１３゜１５は
試験片の回転軸、１８は従動試験片、２０ａ、２０ｂ；
２２ａ、２２ｂ；２０，２２．２４は駆動ディスク、２
１ａ、２１ｂ；２３ａ、２３ｂ、２１，２３．２５は駆
動ディスクの回転軸、３０は上段フレーム、３２は下段
フレーム、３９はトラクション力検出用ロードセル、４
０，４２゜４４は負荷装置、０１，０２．Ｏｆｆは試験
片の軸心、Ｕ＋　、Ｕｚ　、Ｕ３は駆動ディスクの軸心
、Ｃ８，Ｃ２は上段フレームに対する下段フレームのＸ
方向の連結点、Ｆｔは試験片のトラクション力である。 第２図 り 第５図 ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２個の試験片が互いに平行な回転軸に取り付けられて回
   転するか、または一対の互いに平行な回転軸をもつ駆動
   ディスクにそれぞれ挾持されて摩擦力により回転する２
   円筒式転がり摩擦試験機、あるいは３個の試験片が三角
   形の頂点を軸心とする互いに平行な回転軸に取り付けら
   れて回転するか、または三角形の頂点を軸心とする互い
   に平行な回転軸をもつ駆動ディスクのうち隣り合う駆動
   ディスクにそれぞれ挾持されて摩擦力により回転し、こ
   れらの試験片の中央に１個の試験片が回転可能に支持さ
   れる４円筒式転がり摩擦試験機におけるトラクション力
   測定装置であって、前記２個の試験片の回転軸、または
   各一対の駆動ディスクの回転軸は一体としてそれぞれ各
   別のフレームにより回転可能に支持して、何れか一方の
   フレームを各試験片の軸心を結ぶＸ方向およびＸ方向に
   対して直交するＹ方向に移動可能に連結するか、あるい
   は３個の試験片のうち上方側の１個の試験片と下方側の
   ２個の試験片との回転軸、または３個の駆動ディスクの
   うち上方側の１個の駆動ディスクと下方側の２個の駆動
   ディスクとの回転軸をそれぞれ各別のフレームにより回
   転可能に支持して、何れか一方のフレームを上方側の試
   験片または駆動ディスクの軸心と各試験片または駆動デ
   ィスクの軸心により形成される三角形の重心とを結ぶＸ
   方向およびＸ方向に対して直交するＹ方向に移動可能に
   連結し、上記の可動側フレームに対する固定側フレーム
   のＸ方向の連結点を、試験片または駆動ディスクの軸心
   、あるいは一対の駆動ディスクの軸心の中点に対して点
   対称の２位置に配置し、各フレーム相互間に、各試験片
   の接触部に対してＸ方向の荷重を与える負荷装置を設け
   るとともに、各試験片の接触部におけるトラクション力
   検出用のロードセルをＹ方向に設けたことを特徴とする
   転がり摩擦試験機のトラクション力測定装置。