JPS6411891B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ピン−平板型の摩擦試験機に関す
るものである。

ピン−平板型の摩擦試験機は、平板状の試験片
に往復動若しくは回転動を与え、これにピンを接
触させて試験片とピンとの間の摩擦を試験するも
のである。

ピンはビームの先端に保持されるのであるが、
このピンを保持したビームを固定位置にある支持
体に支持する方法として従来採られているもの
は、軸受支持かナイフエツジ若しくはピボツトに
よる支持である。軸受支持は第１図に示す如く、
ピン２を保持したビーム３をころがり軸受等の軸
受４で支持体５に支持させるものであり、また、
ナイフエツジ若しくはピボツト支持は第２図に示
すように、ピン２を保持したビーム３′をナイフ
エツジ４′で支持体５′に支持させるものである。
しかるに、これらの方法では、摩擦試験中に発生
する振動などにより支持部における支点の位置が
微小の範囲であるが変化しこれに伴い負荷状態が
変化する。特に軽荷重で得られる摩擦係数値にこ
の影響が大きくあらわれる。M.CaseyとJ.Wilks
（J.Phys.D，vol.6，No.15，（1973年）第1772頁）
によれば、上述の効果により、みかけの荷重が真
の荷重ωよりΔωだけずれると、摩擦係数の測定
値μ′は正しい値μと、次のような関係がある。

μ′μ（１＋Δω／ω） すなわち、μ′はμよりも（１＋Δω／ω）だけ大き い。ビーム支持部分の摩擦力のため発生するΔω
が＋１ｇとすると、荷重５ｇでは20％、１ｇでは
100％の測定誤差を生ずることによる。このよう
なことから、特に軽荷重用摩擦試験機において、
ビーム支持部の摩擦力が小さいものが望まれてい
る。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、ビーム支持部の摩擦力が小さく、し
たがつて試験結果への支持部を摩擦力の影響をき
わめて小さくすることができ、しかも構造が簡単
な軽荷重用摩擦試験機を提供することを目的とす
るものである。

この目的に対応して、この発明の軽荷重用摩擦
試験機は、ピン−平板型の摩擦試験機において、
前記ピンを保持するビームを枠体に取り付け、前
記枠体は一端が前記枠体に固定し他端が固定位置
にある支持体に固定した状態で前記枠体と前記支
持体との間に張設された金属製細線を介して前記
支持体に支持させ、前記金属製細線のねじり弾性
変形の範囲内で前記ビームを可動に構成したこと
を特徴としている。

以下この発明の詳細を一実施例の示す図面につ
いて説明する。

第３図において、１１は摩擦試験機であり、摩
擦試験機１１は先端にピン１２を保持するビーム
１３を備えている。ビーム１３は連結装置１４を
介して支持体１５に支持される。連結装置１４は
枠体１６と複数の鋼線１７ａ〜１７ｆとを備えて
いる。枠体１６は環状の金属製で、ビーム１３と
同一の垂直平面内に位置し、その中心よりも上方
の部分において支持体１５と固着している。鋼線
１７ａ〜１７ｆは枠体１６とビーム１３との間に
張設され、鋼線１７ａ〜１７ｃのそれぞれの一端
はそれぞれ別の３点で枠体１６に固着し、それぞ
れの他端は共通の１点で支持体１５に固着する。
鋼線１７ｄ〜１７ｆも同様に固着し鋼線１７ａ〜
１７ｃと対称に位置する。枠体１６の下端には重
錘１８が固着している。また、ビーム１３には、
重錘１９、重錘２１、水準器２２、及び重錘２３
が配設されている。重錘２１はビームの水平状態
を微調整するもので、ねじ２４に螺合して位置を
変えることができる。重錘２３はビームの水平状
態を粗調整するもので、ねじ２５に螺合して位置
を変えることができる。ビーム１３に保持された
ピン１２に対応する位置に試料台２６が配設さ
れ、その上に平板状の試験片２７が固定される。
この時、ピン１２を平行板ばね２０を介してビー
ム１３にとりつけると後述の如く摩擦力の測定が
可能となる。試料台２６は平面内で往復動し得る
のは勿論であるが、特にねじ、マイクロメータ等
を用いて上下方向の位置を変え得るように構成す
る。

このように構成された摩擦試験機において摩擦
試験を行う場合には、ピン１２に荷重をかけない
状態でビーム１３を水準器２２に見ながら重錘２
１，２３を調整して水平に保つ。その後、試験片
２７を取り付けた試料台２６の上下方向の位置の
微調整を行い、ピン１２と試験片２７とが接触開
始する点を見出す。この操作をするときには、拡
大鏡を使用すると操作が容易かつ確実である。そ
の後ピン１２に所定の荷重を重錘１９によつて作
用させ、試料台２６を一定間隔往復動させ、平行
板ばねに張り付けた歪ゲージを使用して摩擦力の
測定を行う。

このような摩擦試験機によれば、ビーム１３を
支持する支持部には軸受等を使用せず、鋼線１７
ａ〜１７ｆのねじれ変形を主体とするねじれ弾性
変形のみでビーム１３が可動状態にあるため、支
持部で発生する摩擦力の影響を取り除くことがで
きる。また、支持部の摩擦力の影響が低減するた
めに、気体軸受や宝石軸受等を使用する必要がな
く、装置を小型化することができ、また価格も低
廉なものになる。また、この摩擦試験機では軸受
を使用していないために、真空中において大気中
と同様の試験機性能で試験をすることが可能にな
る。特に重要なこととして、この発明の軽荷重用
摩擦試験機ではピンを保持するビームを支持する
金属製細線の端部が固定体に固定しているので、
摩擦試験中に振動などが発生しても支持部におけ
る支点の位置が変化せず、従つて負荷状態が変化
しないので、みかけの荷重と真の荷重とが一致し
た良好な摩擦試験を行うことができる。

なお、以上説明した第３図に示す摩擦試験機で
は、試験片が往動するものであるが、試験片を回
転動させるものである場合には、ビームの先端も
これに対応して上下動及び左右動可能な構造とす
ることが望ましく、この場合のビームの支持部と
しては第４図に示す如き構造にする。この第４図
に示す実施例においては、第３図に示す枠体１６
及び鋼線１７ａ〜１７ｆからなる連結装置１４を
連結枠２８に支持させ、さらに連結枠２８を鋼線
２９ａ〜２９ｈを介して固定位置にある支持体１
５′に支持させたものである。連結枠２８は金属
製の環状で連結装置１４を内包させるに足る径を
有し、ほぼ水平面内に位置する。連結枠２８には
径方向に突出部３１，３１′が突出形成されてお
り、連結装置１４の鋼線１７ａ〜１７ｃの他端は
突出部３１の先端部に固着し、鋼線１７ｄ〜１７
ｆの他端は突出部３１′の先端部に固着している。
一方、鋼線２９ａ〜２９ｄは、連結枠２８の上方
に位置し、それぞれの一端はそれぞれ別の４点で
連結枠２８に固着し、それぞれの他端は共通の一
点で支持体１５′に固着する。鋼線２９ｅ〜２９
ｈも連結枠２８の下方において、連結枠２８と支
持体１５′とに固着し、鋼線２９ａ〜２９ｄと対
称に位置する。

このような構成の摩擦試験機１１′においては、
鋼線２９ａ〜２９ｈのねじれ変形を主体とする弾
性変形の範囲内でビーム１３の左右動を許容す
る。このため、円板２７の回転運動に伴い発生す
る摩擦力をロードセル３０等を使用して測定でき
る。

〔実施例〕

第３図及び第４図に示す摩擦試験機により、ダ
イヤモンド−ダイヤモンド球、及びダイヤモンド
−炭化タングステン球間の摩擦力を往復動型の試
験方法により試験したところ、0.5ｇの低荷重ま
で測定できた。

以上の説明から明らかな通り、この発明によれ
ば、ビーム支持部の摩擦力が小さく、したがつ
て、試験結果への支持部の摩擦力の影響をきわめ
て小さくすることができ、しかも構造が簡単な軽
荷重用摩擦試験機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の摩擦試験機の一例を示す正面説
明図、第２図は従来の摩擦試験機の他の例を示す
正面説明図、第３図はこの発明の一実施例に係る
摩擦試験機を示す斜視説明図、及び第４図はこの
発明の他の実施例に係る摩擦試験機を示す斜視説
明図である。 １１，１１′……摩擦試験機、１２……ピン、
１３……ビーム、１４……連結装置、１５，１
５′……支持体、１６……枠体、１７ａ〜１７ｆ
……鋼線、２８……連結枠、２９ａ〜２９ｈ……
鋼線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピン−平板型の摩擦試験機において、前記ピ
   ンを保持するビームを枠体に取り付け、前記枠体
   は一端が前記枠体に固定し他端が固定位置にある
   支持体に固定した状態で前記枠体と前記支持体と
   の間に張設された金属製細線を介して前記支持体
   に支持させ、前記金属製細線のねじり弾性変形の
   範囲内で前記ビームを可動に構成したことを特徴
   とする軽荷重用摩擦試験機。 ２ 前記平板の上下方向位置を微調整可能に構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の軽荷重用摩擦試験機。