KR19980080653A

KR19980080653A - Friction Wear Tester

Info

Publication number: KR19980080653A
Application number: KR1019980010314A
Authority: KR
Inventors: 카와이유키히로
Original assignee: 미즈노마사루; 니혼타바코산교오가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1998-11-25
Also published as: JPH10267820A; KR100288714B1; JP3340048B2

Abstract

디스크 시료의 회전중심에 대한 핀 시료의 미끄러져 접하는 위치를 임의로 용이하게 조정하는 것이 가능하고, 또한 구조도 간단함과 동시에, 신뢰성이 높은 마찰마모시험기를 제공한다. 핀 시료를 유지하는 부하 암(13), 이 핀 시료에 부하를 가압하는 부하가압기구 및 마찰력을 검출하는 마찰력 검출기구(23) 등을 기대(10)상에 고정적으로 설치하고, 또 디스크 시료를 회전 구동하는 디스크 구동기구(11)를 이 기대(10)에 대하여 이동시키는 편심기구(80)를 설치했다.It is possible to arbitrarily and easily adjust the sliding position of the pin sample with respect to the center of rotation of the disk sample, the structure is simple, and a highly reliable friction wear tester is provided. A load arm 13 holding a pin sample, a load pressurizing mechanism for pressurizing a load on the pin sample, a friction force detector mechanism 23 for detecting a friction force, and the like are fixedly mounted on the base 10, and a disk sample is placed. The eccentric mechanism 80 which moves the disk drive mechanism 11 which rotates with respect to this base 10 was provided.

Description

Friction Wear Tester

본 발명은 시료의 마찰마모시험을 행하는 마찰마모시험기에 관한 것이다. 더욱 특정한다면, 본 발명은 마찰마모시험시에 디스크 시료와 이것에 미끄러져 접하는 피스 시료와의 미끄러져 접하는 위치를 조정하는 것이 가능한 마찰마모시험기에 관한 것이다.The present invention relates to a friction wear tester for performing a friction wear test of a sample. More specifically, the present invention relates to a friction wear tester capable of adjusting the sliding contact position between a disk sample and a piece sample sliding on and touching a friction wear test.

종래부터, 트라이볼로지(tribology), 즉 마찰·마모현상을 측정하기 위해 마찰마모시험이 행해지고 있다. 이 마찰마모시험으로서, 원판상의 디스크 시료 위에 핀 형태의 핀 시료, 볼 형태의 볼 시료, 링 형태의 링 시료 등의 소위 피스 시료를 소정의 하중으로 가압하고, 이 디스크 시료를 회전시켜서 이 디스크 시료와 피스 시료와의 사이의 마찰·마모 현상을 측정하는 것이 있다.Background Art Conventionally, friction wear tests have been conducted to measure tribology, that is, friction and wear phenomenon. In this friction wear test, a so-called piece sample such as a pin-shaped pin sample, a ball-shaped ball sample, a ring-shaped ring sample, or the like is pressed onto a disk-shaped disk sample under a predetermined load, and the disk sample is rotated to rotate the disk sample. The friction and abrasion phenomenon between the sample and the piece sample may be measured.

또한, 상기 암의 기단부(基端部)를 회전축에 설치하고, 이 회전축의 토크를 토크 검출기에 의해 측정하고, 마찰력을 측정하는 것이 있다.Moreover, the base end part of the said arm is provided in a rotating shaft, the torque of this rotating shaft is measured by a torque detector, and a frictional force is measured.

그런데, 이와 같은 마찰마모시험을 행하는 경우에, 상기의 디스크 시료의 회전중심에 대하여 이 피스 시료의 미끄러져 접하는 위치를 소정의 위치로 조정할 필요가 발생할 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 상기와 같은 종래의 시험기에서는 상기 암의 선단부(先端部)에 장착하는 피스 시료의 설치 위치를 변경하고, 디스크 시료에 미끄러져 접하는 위치의 조정을 행할 필요가 있다.By the way, when such a friction wear test is performed, it may be necessary to adjust the sliding contact position of this piece sample to a predetermined position with respect to the rotation center of the said disk sample. In such a case, in the conventional tester as described above, it is necessary to change the installation position of the piece sample to be attached to the tip of the arm, and to adjust the position of sliding with the disk sample.

그러나, 이와 같은 피스 시료의 설치 위치의 조정은 번잡스럽고 비능률적임과 동시에, 이 피스 시료와 디스크 시료와의 미끄러져 접하는 위치의 조정 정밀도가 낮다는 문제가 있었다.However, the adjustment of the installation position of the piece sample is complicated and inefficient, and there is a problem in that the adjustment accuracy of the sliding contact position between the piece sample and the disk sample is low.

본 발명은 이상의 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 핀 시료 등의 피스 시료를 디스크 시료의 회전 중심에 대하여 임의의 위치에 미끄러져 접하게 할 수 있고, 또 이 미끄러져 접하는 위치의 조정이 용이하고 또 정확하고, 또한 구조가 간단하여 신뢰성이 높은 마찰마모시험기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and it is possible to make a piece specimen such as a pin specimen slide and contact with an arbitrary position with respect to the rotation center of the disk specimen, and it is easy and accurate to adjust the sliding position. In addition, it provides a reliable friction wear tester because of its simple structure.

도 1은 본 발명의 실시형태의 마찰마모시험기의 전체 정면도,1 is an overall front view of a friction wear tester of an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 측정장치의 부분 정면도,2 is a partial front view of the measuring device of FIG.

도 3은 도 2의 3-3선에서 본 도면,3 is a view seen from line 3-3 of FIG. 2,

도 4는 도 3의 4-4에서 본 도면,4 is a view seen from 4-4 of FIG.

도 5는 비구속 커플링기구의 개략구성도,5 is a schematic configuration diagram of a non-binding coupling mechanism;

도 6은 다른 형태의 비구속 커플링기구의 개략구성도,6 is a schematic configuration diagram of another type of non-binding coupling mechanism;

도 7은 또 다른 형태의 비구속 커플링기구의 개략구성도,7 is a schematic configuration diagram of another type of non-binding coupling mechanism;

도 8은 판스프링부재의 사시도,8 is a perspective view of the leaf spring member,

도 9는 저부하용 암이 사용위치에 있는 상태를 뒷면에서 본 배면도,9 is a rear view showing the state of the low load arm in the use position;

도 10은 도 9의 10-10선에서 본 도면,FIG. 10 is a view taken along line 10-10 of FIG. 9;

도 11은 저부하용 암의 확대측면도,11 is an enlarged side view of the low load arm;

도 12는 마찰마모시험의 예를 설명하는 선도.12 is a diagram illustrating an example of a friction wear test.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 디스크 구동기구, 13 고부하용 암,11 disc drive mechanism, 13 high load arm,

14 저부하용 암, 22 고부하용 가압기구,14 low load arm, 22 high load pressurization mechanism,

23 고부하용 마찰력 검출기구, 24 저부하용 마찰력 검출기구,23 Friction detector for high loads, 24 Friction detector for low loads,

71 무게추, 80 편심기구,71 weights, 80 eccentric mechanisms,

81 이동대, 83 마이크로미터 기구,81 mobiles, 83 micrometer instrument,

A 디스크 시료, B 핀시료.A disk sample, B pin sample.

청구항 1 기재의 본 발명은, 기대(基臺)와, 디스크 시료를 회전구동하는 디스크 구동기구와, 상기 디스크 시료에 미끄러져 접하는 피스 시료를 유지하는 부하 암과, 이 부하 암의 선단부에 유지된 상기 피스 시료에 소정의 부하 하중을 작용시키는 부하가압기구(負荷加壓機構)와, 상기 디스크 시료와 피스 시료와의 마찰에 의해 이 부하 암에 작용하는 힘을 검출하는 마찰력 검출기구와를 구비하고, 상기의 부하 암, 부하가압기구 및 마찰력 검출기구를 상기 기대 위에 설치함과 동시에, 상기 디스크 구동기구를 상기 기대에 대하여 수평방향으로 이동하는 편심기구를 구비한 것이다.The present invention described in claim 1 includes: a base, a disk drive mechanism for rotationally driving a disk sample, a load arm for holding a piece sample in sliding contact with the disk sample, and a tip end of the load arm. A load pressurizing mechanism for applying a predetermined load to the piece sample, and a friction force detector for detecting a force acting on the load arm by friction between the disc sample and the piece sample, The load arm, the load pressing mechanism, and the frictional force detector mechanism are provided on the base, and an eccentric mechanism for moving the disc drive mechanism in the horizontal direction with respect to the base is provided.

따라서, 이 이동대를 이동시켜서 이 디스크 구동기구를 이동시킴으로써, 상기 부하 암의 선단부에 장착된 피스 시료와 디스크 시료의 회전중심과의 상대적인 위치를 조정할 수 있고, 이 피스 시료를 이 디스크 시료의 임의의 위치에 정확하게 미끄러져 접하게 할 수 있다.Therefore, by moving this disk and moving this disk drive mechanism, the relative position of the piece sample attached to the front-end | tip part of the said load arm and the rotation center of a disk sample can be adjusted, and this piece sample can be used as arbitrary It can slide precisely at the position of.

또한, 본 발명에서는, 이동시키는 것은 디스크 구동기구만이고, 다른 기구는 기대 위에 고정적으로 설치되기 때문에, 구조적으로 간단하다. 또한, 이 디스크 구동기구는 디스크 시료를 회전구동만 하는 것이고, 다른 기구와 비교하여 그 구조가 간단하고 또한 유닛화되어 있기 때문에, 이 디스크 구동기구를 이동이 자유롭게 구성하는 것에 의해 구조의 복잡화는 작고, 또 정밀도의 저하를 초래하는 일도 없다.In addition, in the present invention, only the disk drive mechanism is moved, and the other mechanism is structurally simple because the other mechanism is fixedly installed on the base. In addition, since the disk drive mechanism only rotates the disk sample, and its structure is simple and unitary as compared with other mechanisms, the disk drive mechanism is freely configured so that the complexity of the structure is small. In addition, the accuracy is not reduced.

게다가, 상기의 디스크 시료를 회전시킴과 동시에, 이 디스크 구동기구를 이동시킴으로써, 이 디스크 시료 위에 상기의 피스 시료를 임의의 궤적을 그리며 미끄러져 접하게 할 수도 있는 등의 효과가 있다.In addition, by rotating the disk sample and moving the disk drive mechanism, there is an effect that the piece sample can be brought into sliding contact with an arbitrary trajectory on the disk sample.

또한, 청구항 2 기재의 본 발명은, 상기 편심기구는 상기 디스크 구동기구가 설치되어 상기 기대에 대하여 이동이 자유롭게 안내된 이동대와, 이 이동대를 이동시키는 마이크로미터 기구를 구비한 것이다. 따라서, 이 디스크 구동기구를 정확하게 이동시키는 것이 가능하고, 또 그 이동의 조작도 간단하다.In addition, the present invention described in claim 2 is characterized in that the eccentric mechanism includes a movable table provided with the disk drive mechanism and freely guided with respect to the base, and a micrometer mechanism for moving the movable table. Therefore, it is possible to move this disk drive mechanism accurately, and the operation of the movement is also simple.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태를 설명한다. 이 실시형태의 것은, 디스크 시료와 피스 시료와의 마찰마모시험을 행하는 암 형태의 마찰마모시험기이다. 먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 이 실시형태의 마찰마모시험기의 개략을 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described with reference to drawings. The thing of this embodiment is the frictional wear tester of the arm form which performs the frictional wear test of a disk sample and a piece sample. First, the outline of the frictional wear tester of this embodiment will be described with reference to FIGS.

이 시험기는 측정부(1)와 제어부(2)로 구성되어 있다. 상기 측정부(1)는 프레임을 구비한 상자형태를 이루고, 내부 온도나 기압을 변화시키고, 또한 기름 순환 등의 기능을 구비하고 있으며, 실온(室溫), 항온(恒溫), 저온, 고온, 진공, 기름 순환 등의 각종의 분위기 내에서 마찰마모시험을 실시할 수 있다.The tester is composed of a measuring unit 1 and a control unit 2. The measuring unit 1 forms a box having a frame, changes the internal temperature and air pressure, and has functions such as oil circulation, and includes room temperature, constant temperature, low temperature, high temperature, Friction and abrasion tests can be carried out in various atmospheres such as vacuum and oil circulation.

또한, 상기 제어부(2)에는 각종의 제어장치가 마련되고, 후술하는 마찰마모시험의 각 기구의 제어나 측정, 및 상기 측정부내의 분위기의 제어 등을 행하는 것이 가능하다. 또한, 이 제어부(2)에는 소정 프로세스의 마찰마모시험을 자동적으로 실시하는 것이 가능한 프로그램 기능을 가지고 있다.Moreover, the said control part 2 is equipped with various control devices, and it is possible to perform control and measurement of each mechanism of the friction wear test mentioned later, control of the atmosphere in the said measurement part, etc. Moreover, this control part 2 has the program function which can perform the friction abrasion test of a predetermined process automatically.

그리고, 상기 측정부(1)내에는 마찰마모시험을 행하는 장치가 마련되어 있다. 이 측정부(1)내에는 이 장치의 기대(基臺)를 이루는 하부기대(10)와, 그 상방에 세워 설치된 상부기대(20)가 마련되어 있다.In the measuring section 1, an apparatus for performing a friction wear test is provided. In the measuring section 1, there is provided a lower base 10 that forms the base of the apparatus, and an upper base 20 that is installed above.

그리고, 이 하부기대(10)에는 디스크 구동기구(11)가 마련되어 있다. 이 디스크 구동기구(11)에는 서보모터, 감속기 등의 기구가 내장되고, 또한 그 상단부에는 원판상의 디스크 시료재치판(12)이 수평으로 장착되고, 그 위에 디스크 시료가 장착된다. 이 디스크 구동기구(11)는 상기 제어부(2)에 의해 제어되고, 상기 디스크 시료재치판(12) 상에 장착된 디스크 시료를 임의의 속도로 회전구동한다. 또한, 이 디스크 구동기구(11)의 상부에는 상기 디스크 시료재치판(12)을 수용하는 기름용기(19)가 마련되고, 기름 순환 분위기에서 마찰마모시험을 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 이 디스크 구동기구(11) 전체는 후술하는 것처럼 상기 하부기대(10)에 대해 수평으로 이동가능하다.The lower base 10 is provided with a disc drive mechanism 11. Mechanisms such as a servomotor and a speed reducer are built in the disk drive mechanism 11, and a disk-shaped disk sample mounting plate 12 is horizontally mounted on the upper end thereof, and a disk sample is mounted thereon. This disk drive mechanism 11 is controlled by the said control part 2, and rotates the disk sample mounted on the said disk sample mounting plate 12 at arbitrary speeds. In addition, an upper portion of the disk drive mechanism 11 is provided with an oil container 19 for accommodating the disk sample placing plate 12, and is configured to perform a friction wear test in an oil circulation atmosphere. In addition, the whole disk drive mechanism 11 is movable horizontally with respect to the said lower base 10 as mentioned later.

또한, 상기 하부기대(10)의 위에는 부하 암으로서 고부하용 암(13) 및 저부하용 암(14)이 마련되어 있다. 이 고부하용 암(13) 및 저부하용 암(14)의 기단부는 상기 디스크 구동기구(11)의 회전축과 평행한 연직방향의 축(15, 16)에 수평방향으로 회동이 자유롭게 지지되고, 또한 그 선단부에는 핀 시료 등의 피스 시료가 장착되고, 이들 암(13, 14)의 선단부를 상기 디스크 구동기구(11)의 디스크 시료 위에까지 회동시켜서 이 피스 시료를 디스크 시료 위에 가압하여 이 디스크 시료를 회전시킴으로써 이들 시료 사이의 마찰마모시험을 행하는 것이다.In addition, a high load arm 13 and a low load arm 14 are provided on the lower base 10 as a load arm. The proximal ends of the high load arm 13 and the low load arm 14 are rotatably supported in a horizontal direction by the vertical shafts 15 and 16 parallel to the rotation axis of the disk drive mechanism 11. At the distal end, a piece sample such as a pin sample is mounted. The distal end portions of these arms 13 and 14 are rotated up to the disc sample of the disc drive mechanism 11, and the piece sample is pressed onto the disc sample to thereby apply the disc sample. The friction wear test between these samples is performed by rotating.

또, 상기 암(13, 14)의 축(15, 16)은 상기 디스크 구동기구(11)에 대해서 서로 180°대향한 위치에 배치되고, 이들 암(13, 14)이 서로 간섭하지 않도록 구성되어 있다.The shafts 15 and 16 of the arms 13 and 14 are disposed at positions 180 degrees to each other with respect to the disk drive mechanism 11, and are configured so that these arms 13 and 14 do not interfere with each other. have.

또한, 상기 암(13, 14)의 선단부에는 피스 시료를 유지하기 위한 홀더부(31, 34)가 마련되고, 이 홀더부(31, 34)에는 후술하는 것과 같은 피스 시료의 진동을 검출하는 기구 등이 장착된다.Further, holder portions 31 and 34 for holding the piece sample are provided at the tip ends of the arms 13 and 14, and the holder portions 31 and 34 are mechanisms for detecting vibration of the piece sample as described later. Etc. are mounted.

상기 고부하용 암(13)은 상기 피스 시료에 예를 들어 5000N까지의 고부하를 가압하여 마찰마모시험을 행할 때에 사용되는 것이다. 또한, 상기 저부하용 암은, 예를 들어 0.5∼50N의 저부하를 피스 시료에 가압하여 마찰마모시험을 행할 때에 사용하는 것이다. 또, 이들 암(13, 14)은 사용하는 경우에는 그 선단부가 상기 디스크 시료 위에 위치하도록 하는 사용위치에 회동되고, 또한 사용하지 않는 경우에는 그 선단부가 디스크 구동기구(11)에서 떨어져 위치하는 대기위치로 회동된다. 도 3에는 상기 고부하용 암(13)이 사용위치에, 또한 저부하용 암(14)이 대기위치에 있는 상태를 도시하고 있다. 또, 이들 암(13, 14)이 대기위치에 있는 경우에는 이들 선단부는 블록 형태의 유지블록(21)에 의해 유지된다. 또, 이들 유지블록(21)은 자유롭게 빼낼 수 있다.The high load arm 13 is used when a friction wear test is performed by pressing a high load of, for example, 5000 N to the piece sample. In addition, the said low load arm is used when performing a frictional abrasion test, for example, pressurizing a low load of 0.5-50N to a piece sample. In addition, these arms 13 and 14 are rotated to a use position such that their tips are positioned on the disk sample when they are in use, and when they are not used, the air is positioned away from the disk drive mechanism 11. Rotated to position. 3 shows a state in which the high load arm 13 is in the use position and the low load arm 14 is in the standby position. In addition, when these arms 13 and 14 are in a standby position, these tip portions are held by a block retaining block 21. In addition, these retaining blocks 21 can be pulled out freely.

또한, 상기 상부기대(20)에는 상기 피스 시료에 소정의 부하를 가압하는 부하가압기구가 마련되어 있다. 도 3에는 상기 고부하용 암(13)에 높은 부하를 가압하는 고부하가압기구(22)를 도시하고, 예를 들어 벨로우 다이아프램 기구(bellow-diaphragm mechanism)에 가압공기를 공급하여 전술한 것과 같은 범위의 임의의 부하를 상기 고부하용 암(13)의 선단부에 작용시키는 것이다. 또, 상기 저부하용 암(14)에는 무게추에 의해 소정의 부하가 가압된다.In addition, the upper base 20 is provided with a load pressing mechanism for pressing a predetermined load on the piece sample. 3 shows a high load pressurizing mechanism 22 for pressurizing a high load on the high load arm 13, for example, by supplying pressurized air to a bellow-diaphragm mechanism to the same range as described above. An arbitrary load of is applied to the tip of the high load arm 13. In addition, a predetermined load is applied to the low load arm 14 by a weight.

또한, 이들 암(13, 14) 및 축(15, 16)의 중량을 상쇄하기 위해 밸런스 기구(17,18)가 각각 설치되고, 이들 중량에 맞춘 무게추 등에 의해 축(15, 16)에 상향 하중을 작용시켜서 이들 중량을 상쇄한다.Moreover, in order to offset the weight of these arms 13 and 14 and the shafts 15 and 16, the balance mechanisms 17 and 18 are provided, respectively, and are raised to the shafts 15 and 16 by the weight etc. which matched these weights. A load is applied to offset these weights.

또한, 상기의 하부기대(10) 상에는 고부하용 마찰력 검출기구(23) 및 저부하용 마찰력 검출기구(24)가 마련되어 있다. 이들 마찰력 검출기구(23, 24)는 암형태의 것이고, 상기 사용위치에 있는 고부하용 암(13) 또는 저부하용 암(14)의 선단부의 측부에 디스크 시료의 회전 둘레 방향에서 맞닿고, 피스 시료와 디스크 시료와의 사이의 마찰력에 의해 이들 암(13, 14)의 선단부에 발생하는 수평방향의 하중을 로드셀 등에 의해 검출하고, 마찰력을 측정한다.Moreover, on the said lower base 10, the high load frictional force detector mechanism 23 and the low load frictional force detector mechanism 24 are provided. These friction force detector mechanisms 23 and 24 are in the form of arms, and abut the side portions of the tip of the high load arm 13 or the low load arm 14 in the use position in the rotational circumferential direction of the disk sample. The frictional force between the sample and the disk sample detects the horizontal load generated in the tip portions of these arms 13 and 14 by a load cell or the like, and measures the friction force.

다음에, 상기 각 기구에 대해서 설명한다. 먼저, 상기 고부하용 가압기구(22)는 전술한 벨로우 다이아프램 기구(35)를 구비하고, 이 벨로우 다이아프램 기구(35)는 제어된 소정압력의 가압공기가 공급되고, 소정의 가압하중을 발생한다. 이 가압하중은 상하로 자유롭게 미끄러지는 로드(36)를 거쳐서 상기 고부하용 암(13)의 선단의 홀더부(31)의 상면을 위쪽에서 가압한다. 또, 이 로드(36)의 하단부에는 롤러(37)가 마련되고, 이 고부하용 암(13)의 선단부의 디스크 시료의 회전 둘레 방향의 이동을 구속하지 않도록 구성되어 있다. 또, 이 고부하용 가압기구(22)의 가압하중은 적절한 개소에 마련된 로드셀에 의해 검출된다.Next, each said mechanism is demonstrated. First, the high load pressurizing mechanism 22 is provided with the bellows diaphragm mechanism 35 described above, and the bellows diaphragm mechanism 35 is supplied with pressurized air at a predetermined pressure and generates a predetermined pressurization load. do. The pressurized load presses the upper surface of the holder portion 31 at the tip of the high load arm 13 via the rod 36 which slides freely up and down. Moreover, the roller 37 is provided in the lower end part of this rod 36, and it is comprised so that the movement of the disk sample in the rotational circumferential direction of the tip part of this high load arm 13 may not be restrained. Moreover, the pressurization load of this high load pressurization mechanism 22 is detected by the load cell provided in an appropriate location.

또한, 상기 고부하용 암(13)은 암본체(30)와, 이 암본체(30)의 선단부에 마련된 상기 홀더부(31)와, 이 암본체(30)의 기단부를 상기 축(15)에 회전이 자유롭게 지지하는 베어링부(32)로 구성되어 있다.The high load arm 13 includes an arm body 30, the holder portion 31 provided at the tip end of the arm body 30, and a proximal end of the arm body 30 on the shaft 15. It is comprised by the bearing part 32 which rotation supports freely.

그리고, 상기 고부하용 마찰력 검출기구(23)는, 도 4에 도시하는 것처럼 암부재(41)와 마찰력 검출용의 로드셀(42)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 암부재(41)의 선단부는 비구속 커플링기구(43)를 거쳐서 상기 고부하용 암(13)의 홀더부(31)의 측부, 예를 들면 수직으로 형성된 측면에 맞닿아 있다.And the high load frictional force detector mechanism 23 is provided with the arm member 41 and the load cell 42 for frictional force detection, as shown in FIG. The tip end of the arm member 41 is in contact with the side portion of the holder portion 31 of the high load arm 13, for example, a vertically formed side surface via the non-combined coupling mechanism 43.

이 비구속 커플링기구(43)는 상기 홀더부(31)에서 암부재(41)에 대해서 디스크 시료의 회전둘레방향이고 또한 수평방향인 분력(分力) 성분, 즉 도 4에 도시하는 디스크 시료(A)와 핀 시료(B) 등의 피스 시료(B)와의 마찰력에 정확하게 대응한 분력성분만을 전달하는 것이다.This non-coupling coupling mechanism 43 is a component of the component which is the horizontal rotational direction and the horizontal direction of the disk sample in the holder portion 31 with respect to the arm member 41, that is, the disk sample shown in FIG. It transfers only the component components which corresponded precisely to the frictional force of (A) and the piece sample B, such as the pin sample B.

이 비구속 커플링기구(43)는 도 4 및 도 5에 도시하는 것처럼, 예를 들면 상기 홀더부(31)에 수직의 축(46)에 의해 회전이 자유롭게 지지된 롤러(44)와, 상기 암부재(41)의 선단부 측에 상기 축(46)과 직교하는 수평의 축(47)에 의해 회전이 자유롭게 지지된 롤러(45)를 구비하고, 이들 롤러(44,45)의 둘레면이 서로 맞닿도록 구성되어 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the non-combined coupling mechanism 43 includes, for example, a roller 44 freely supported for rotation by an axis 46 perpendicular to the holder portion 31, and On the tip side of the arm member 41, there is provided a roller 45 freely rotatable by a horizontal shaft 47 orthogonal to the shaft 46, and the peripheral surfaces of these rollers 44 and 45 are mutually It is configured to abut.

상기 디스크 시료(A)와 핀 시료(B)와의 마찰면은, 도 4에 도시하는 것처럼, 일반적으로 고부하용 암(13)의 비틀림 중심과는 떨어진 위치에 있고, 따라서 이들 사이의 마찰력에 의해 이 암(13)에 비틀림 변형이 생긴다. 또한, 이 암(13)에는 상기 고부하용 가압기구(22) 등으로부터의 기타의 하중도 작용한다. 따라서, 마찰마모시험을 행할 때에는 이 암(13)에 복잡한 변형이나 하중이 작용하고, 이들이 상기 고부하용 마찰검출기구(23)의 로드셀에 전달되면 오차가 발생한다.As shown in Fig. 4, the friction surface between the disk sample A and the pin sample B is generally located at a position away from the torsional center of the high load arm 13, and therefore, the frictional force between them causes the friction surface. Torsional deformation occurs in the arm 13. The arm 13 also acts on other loads from the high load pressurizing mechanism 22 or the like. Therefore, when the frictional wear test is carried out, complex deformations or loads act on the arm 13, and if they are transmitted to the load cell of the high load friction detection mechanism 23, an error occurs.

그러나, 상기 비구속 커플링기구(43)는 서로 직교하는 방향의 축(46, 47)에 의해 회전이 자유롭게 지지된 한쌍의 롤러(44,45)의 둘레면이 서로 맞닿아 있으므로, 상기 홀더부(31)에서 암부재에 소정의 방향, 즉 디스크 시료(A)의 회전둘레방향이고 또한 수평인 방향의 분력성분 이외의 하중은 이들 롤러(44,45)의 회동에 의해 전부 회피된다. 따라서, 상기 로드셀(42)에는 상기 방향의 힘밖에 전달되지 않고, 이 방향의 힘은 상기 디스크 시료(A)와 핀 시료(B)의 마찰력에 정확하게 대응하고 있고, 따라서 이 마찰력을 정확하게 측정하는 것이 가능하다.However, since the peripheral surfaces of the pair of rollers 44 and 45 freely supported by rotation by the shafts 46 and 47 in the direction orthogonal to each other are in contact with each other, the holder portion At 31, the load on the arm member other than the components of the component in a predetermined direction, that is, in the direction of rotational and horizontal direction of the disk sample A, is entirely avoided by the rotation of these rollers 44 and 45. Therefore, only the force in the direction is transmitted to the load cell 42, and the force in this direction corresponds precisely to the frictional force between the disk sample A and the pin sample B, and therefore it is important to accurately measure the frictional force. It is possible.

또, 이 비구속 커플링기구는, 도 5에 도시하는 것과 같은 구조의 것에 한정되지 않고, 도 6 및 도 7에 예시하는 것과 같은 각종 구성의 것을 생각할 수 있다.In addition, this non-coupling coupling mechanism is not limited to the thing of the structure as shown in FIG. 5, The thing of various structures as shown to FIG. 6 and FIG. 7 is conceivable.

도 6에 도시하는 비구속 커플링기구(43a)는, 암부재(41)측에 상기와 같이 수평방향의 축(52)에 의해 회전이 자유롭게 지지된 롤러(51)를 마련함과 동시에, 홀더부재(31)측에는 한쌍의 시트(seat)부재(53)의 사이에 쇠공(54)을 개재시킨 볼커플링을 마련한 것이다. 이와 같은 비구속 커플링기구(43a)도 상기의 비구속 커플링기구(43)와 마찬가지로 작용한다.The non-combined coupling mechanism 43a shown in FIG. 6 provides a roller 51 on the arm member 41 side freely supported by rotation by the horizontal axis 52 as described above, and at the same time, a holder member. On the (31) side, the ball coupling which provided the iron hole 54 between the pair of seat members 53 is provided. Such a non-combination coupling mechanism 43a also works similarly to the non-combination coupling mechanism 43 described above.

또한, 도 7에 도시하는 비구속 커플링기구(43b)는 암부재(41)측에 프리베어라고 불리는 회전볼 베어링(55)을 마련하고, 또한 홀더부(31)측에는 평활(平滑)하게 마무리된 수직 받침면을 가지는 받침면부재(58)를 마련한 것이다. 또, 상기 프리베어(55)는 대략 반구형상의 오목부를 가지는 소켓부재(57)에 쇠공(56)을 수용하고, 이 쇠공(56)과 소켓부재(57)의 오목부와의 사이에는 복수의 작은 쇠공(도시하지 않음)을 개재시킨 것이다. 이것은, 상기 작은 쇠공의 전동(轉動)에 의해 상기 쇠공(56)이 임의의 방향으로 회동하고, 상기 비구속 커플링기구(43)와 마찬가지의 작용을 한다.In addition, the non-coupling coupling mechanism 43b shown in FIG. 7 provides a rotating ball bearing 55 called a free bearing on the arm member 41 side, and finishes smoothly on the holder portion 31 side. A supporting surface member 58 having a vertical supporting surface is provided. In addition, the pre-bearing 55 accommodates the iron hole 56 in the socket member 57 having a substantially hemispherical recess, and a plurality of small holes between the iron hole 56 and the recess of the socket member 57. It is made through iron balls (not shown). This causes the iron ball 56 to rotate in an arbitrary direction by the movement of the small iron ball, and has the same effect as that of the non-constrained coupling mechanism 43.

또한, 상기 고부하용 암(13)의 홀더부(31)는 디스크 시료(A)에 핀 시료(B) 등의 피스 시료를 정확하게 눌러주기 위해 이하와 같은 구조가 채용되고 있다.Moreover, the following structure is employ | adopted for the holder part 31 of the said high load arm 13 so that a piece sample, such as a pin sample B, can be correctly pressed to the disk sample A. As shown in FIG.

즉, 상기 홀더부(31)는 도 4에 도시하는 것처럼 ㄷ자 모양을 이루고 있고, 그 양단부에는 판스프링부재(60)의 양단부가 각각 설치되어 있다. 이 판스프링부재(60)는 도 8에 도시하는 것처럼, 강(鋼) 재료의 블록을 절삭가공하여 형성되고, 양단부에 블록형태의 설치부(61)가 형성되고, 또한 중앙부에는 블록형태의 시료설치부(62)가 형성되고, 여기에 핀시료(B)가 설치되어 있다. 또, 64는 핀시료(B)의 설치나사이다.That is, the holder portion 31 has a U-shape as shown in FIG. 4, and both ends of the leaf spring member 60 are provided at both ends thereof. As shown in FIG. 8, the leaf spring member 60 is formed by cutting a block of steel material, and block mounting portions 61 are formed at both ends, and a block-shaped sample is formed at the center portion. The installation part 62 is formed and the pin sample B is provided here. In addition, 64 is a mounting screw for a pin sample (B).

그리고, 이 시료설치부(62)와 양단의 설치부(61)의 사이에는, 각각 상하 한쌍의 판스프링부(63)가 일체로 형성되어 있다. 따라서, 이 판스프링부(63)가 탄성변형함으로써 이 판스프링부재(60)는 판스프링으로서 작용한다. 또한, 상하 한쌍의 판스프링부(63)가 일체로 형성된 상자모양의 구조이므로, 이 판스프링부재(60)는 소정의 강성(剛性), 예를 들면 비틀림 변형에 대해서 소정의 강성을 가지고 있다.A pair of upper and lower leaf spring portions 63 are integrally formed between the sample mounting portion 62 and the mounting portions 61 at both ends. Therefore, this leaf spring part 63 elastically deforms, and this leaf spring member 60 acts as a leaf spring. Further, since the upper and lower pair of leaf spring portions 63 are formed in a box-like structure, the leaf spring member 60 has a predetermined rigidity against a predetermined rigidity, for example, torsional deformation.

전술한 것처럼, 고부하용 암(13)에 각종의 원치 않는 변형이 생긴 경우에, 이 판스프링부재(60)의 판스프링부(63)가 탄성변형함으로써, 이들 원치 않는 변형이 흡수되고, 핀시료(B)를 정확한 방향으로, 예를 들면 정확히 수직인 방향에서 디스크 시료(A)상으로 누르는 것이 가능하다. 또한, 이 판스프링부재(60)는 소정의 방향으로는 강성을 가지고 있으므로, 이 핀시료(B)에 작용하는 마찰력에 의해 이 핀시료(B) 자체가 원치 않게 경사지거나 하는 것이 방지된다.As described above, when various undesired deformations occur in the high load arm 13, the plate spring portion 63 of the leaf spring member 60 is elastically deformed, so that these unwanted deformations are absorbed and the pin sample It is possible to press (B) onto the disk sample A in the correct direction, for example, in a direction that is exactly vertical. In addition, since the leaf spring member 60 has rigidity in a predetermined direction, the pin sample B itself is prevented from inclining undesirably due to the frictional force acting on the pin sample B.

또한, 이 판스프링부재(60)에는 상기의 핀시료(B) 등의 피스시료의 진동을 직접적으로 검출하기 위한 기구가 마련되어 있다. 즉, 이 판스프링부재(60)의 시료설치부(62)의 상부에는, 가속도 검출기(65)가 설치되어 있다. 이 가속도 검출기(65)는 예를 들어 상하방향의 가속도를 검출하는 것이고, 이 가속도검출기(65)로부터의 출력신호는 신호선(66) 등을 거쳐서 이 마찰마모시험기의 상기 제어부(2)에 보내지고, 이 가속도 신호를 예를 들어 적분하는 것에 의해 이 시료설치부(62)에 설치된 핀시료(B) 등의 피스 시료의 진동, 진폭 등을 산출하는 것이 가능하다.In addition, the leaf spring member 60 is provided with a mechanism for directly detecting the vibration of the piece sample such as the pin sample B. That is, the acceleration detector 65 is provided in the upper part of the sample installation part 62 of this leaf spring member 60. As shown in FIG. The acceleration detector 65 detects the acceleration in the vertical direction, for example, and the output signal from the acceleration detector 65 is sent to the control unit 2 of the friction wear tester via a signal line 66 or the like. By integrating the acceleration signal, for example, it is possible to calculate the vibration, amplitude, and the like of the piece sample such as the pin sample B provided in the sample placing section 62.

이와 같은 핀시료(B) 등의 진동의 측정은, 마찰·마모의 거동을 해석할 때 등에 측정되지만, 상기의 것은 가속도 검출기(65)가 시료설치부(62)에 직접 설치되어 있으므로, 이 핀시료(B)의 진동이 가속도 검출기(65)에 전달되는 경로가 짧고, 그 진동이 도중의 부재의 변형이나 내부손실, 또는 관성질량 등에 의해 감쇄되는 일이 적고, 높은 정밀도로 이 핀시료(B)의 진동 등을 검출하는 것이 가능하다.Such measurement of the vibration of the pin sample B and the like is measured when analyzing the behavior of friction and abrasion, but the above is because the acceleration detector 65 is directly installed in the sample mounting section 62. The path through which the vibration of the sample B is transmitted to the acceleration detector 65 is short, and the vibration is rarely attenuated by deformation, internal loss, or inertial mass of the member in the middle, and the pin sample B is highly accurate. Vibrations and the like can be detected.

또한, 이 실시형태에서는, 이 시료설치부(62)가 블록형태를 이루고 있으므로, 핀시료(B)의 진동이 전달될 때의 감쇄가 극히 작고, 측정정밀도를 보다 높게 하는 것이 가능하다. 또한, 이 판스프링부재(60)는 복수의 부재를 접합하여 구성한 것이 아니라, 블록형태의 재료를 절삭가공하여 일체로 형성한 것이므로, 핀시료(B)의 진동에 의해 복수의 부재의 접합부의 사이에서 이들 부재가 다른 모드로 미세하게 진동하는 현상이 생기는 일이 없고, 측정 정밀도를 보다 향상시키는 것이 가능하다.In addition, in this embodiment, since this sample installation part 62 has a block form, the attenuation at the time of the vibration of the pin sample B is transmitted is extremely small, and it is possible to make a measurement precision higher. In addition, the leaf spring member 60 is not formed by joining a plurality of members, but is formed integrally by cutting a block-shaped material, and thus, between the joint portions of the plurality of members due to the vibration of the pin sample B. In this case, the phenomenon in which these members vibrate finely in different modes does not occur, and it is possible to further improve the measurement accuracy.

또, 상기 저부하용 암(14)의 선단부에 설치되어 있는 홀더부(34)도 상기와 같은 구성이고, 또 이 홀더부(34)에는 상기와 같은 판스프링부재가 설치된다. 또한, 이 저부하용 암(14)에 대응하여 저부하용 마찰력 검출기구(24)가 설치되고, 이 저부하용 마찰력 검출기구(24)도 상기의 고부하용 마찰력 검출기구(23)와 같은 구성이며, 또한 상기와 같은 비구속 커플링기구를 거쳐서 저부하용 암(14)의 홀더부(34)의 측면부에 맞닿아 있다. 또, 이들 기구는 저부하용으로 설계되어 있음은 물론이다.Moreover, the holder part 34 provided in the front-end | tip part of the said low load arm 14 is the same structure as the above, and this holder part 34 is provided with the leaf spring member as mentioned above. In addition, a low load frictional force detector mechanism 24 is provided corresponding to the low load arm 14, and the low load frictional force detector mechanism 24 also has the same configuration as the high load frictional force detector mechanism 23 described above. In addition, it contacts the side part of the holder part 34 of the low load arm 14 via the above-mentioned non-binding coupling mechanism. Moreover, of course, these mechanisms are designed for low load.

도 12에는, 상기와 같은 가속도 검출기(65)에 의해 핀시료(B)의 진동을 검출하여 행하는 마찰마모시험의 예를 보여준다. 이 시험에서는, 이 핀시료(B)와 디스크 시료(A) 사이의 하중과 마찰력의 관계를 측정함과 동시에, 상기 가속도 검출기(65)에 의해 이 핀시료(B)의 상하 가속도를 측정한다. 그리고, 이 도 12에 보인 것처럼, 어느 영역에서 이 가속도가 급격히 증대한 경우에는, 이 핀시료(B)에 마찰면의 타버림 현상이 발생하여 면거칠어짐이 생긴 것을 판명한다.FIG. 12 shows an example of a friction wear test performed by detecting the vibration of the pin sample B by the acceleration detector 65 as described above. In this test, the relationship between the load and the frictional force between the pin sample B and the disk sample A is measured, and the vertical acceleration of the pin sample B is measured by the acceleration detector 65. As shown in Fig. 12, when this acceleration is rapidly increased in a certain region, it is found that the rubbing phenomenon of the friction surface occurs in this pin sample B, resulting in surface roughness.

또한, 도 9 내지 도 11에는 이 저부하용 암(14)이 사용위치에 있는 상태를 도시한다. 이 저부하용 암(14)에는 예를 들어 경감(輕減)구멍(70) 등이 형성되는 등, 저부하용으로 경량으로 형성되어 있다. 또한, 이 저부하용 암(14)의 저부하용 가압기구는, 이 실시형태의 경우에는 무게추(71)가 사용되고, 이 저부하용 암(14)의 홀더부(34) 상에는 이 무게추(71)를 놓는 기구가 마련되어 있다.9 to 11 show the state in which the low load arm 14 is in the use position. The low load arm 14 is formed at a light weight for low load, such as a relief hole 70 or the like. In addition, in the case of this embodiment, the weight 71 is used for the low load pressurizing mechanism of this low load arm 14, and this weight on the holder part 34 of this low load arm 14 is carried out. A mechanism for placing 71 is provided.

또한, 이 저부하용 암(14)의 베어링부(35)는 도 11에 도시하는 것처럼 볼베어링 등의 구름 베어링이 사용되고 있고, 상기 축(16)과의 회동 저항이 작아지도록 구성되어 있다. 또, 이 저부하용 암(14)에는 낮은 부하밖에 작용하지 않으므로, 상기와 같은 구름베어링(35)에 의해 이 부하에 의한 하중을 지지하는 것이 가능하다.As for the bearing part 35 of this low load arm 14, rolling bearings, such as a ball bearing, are used, as shown in FIG. 11, and it is comprised so that rotational resistance with the said shaft 16 may become small. Moreover, since only a low load acts on this low load arm 14, it is possible to support the load by this load by the above-mentioned rolling bearing 35. As shown in FIG.

그리고, 전술한 디스크 구동기구(11)이외의 각 기구, 즉 전술한 고부하용 암(13), 저부하용 암(14), 고부하용 가압기구(22), 밸런스 기구(17,18), 고부하용 마찰력 검출기구(23), 저부하용 마찰력 검출기구(24) 등은 상기 하부기대(10) 및 상부기대(20)에 붙박이 고정되어 있다. 그리고, 전술한 디스크 구동기구(11)는 편심기구(80)에 의해 이 하부기대(10)에 대해서 수평방향으로 이동시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.Each mechanism other than the above-described disk drive mechanism 11, that is, the high load arm 13, the low load arm 14, the high load pressurizing mechanism 22, the balance mechanisms 17 and 18, and the high load described above. The frictional force detector tool 23, the low-load frictional force detector tool 24, and the like are fixed to the lower base 10 and the upper base 20. The disk drive mechanism 11 described above is configured to be movable in the horizontal direction with respect to the lower base 10 by the eccentric mechanism 80.

즉, 이 디스크 구동기구(11)는 그 전체가 이동대(81) 상에 설치되어 있고, 이 이동대(81)는 레일(82)을 따라 사용위치에 있는 암(13, 14)과 평행한 방향으로 이동가능하게 되어 있다. 또, 이 하부기대(10) 상에는 이 이동대(81)를 정확하게 이동시키는 것이 가능한 마이크로미터 기구(83)가 설치되어 있다. 또한, 이 이동대(81)는 도 9 및 도 10에 도시하는 크랭크 기구(84)에 의해 임의의 위치에 고정하는 것이 가능하다.That is, the disk drive mechanism 11 is provided in its entirety on the movable table 81, and the movable table 81 is parallel to the arms 13 and 14 in the use position along the rail 82. It is movable in the direction. Moreover, on this lower base 10, the micrometer mechanism 83 which can move this movable base 81 correctly is provided. In addition, this movable base 81 can be fixed to arbitrary positions by the crank mechanism 84 shown to FIG. 9 and FIG.

따라서, 이 마이크로미터 기구(83)를 조작함으로써, 이 이동대(81)와 함께 이 디스크 구동기구(11)가 수평방향으로 이동하고, 암(13, 14)의 홀더부(31, 34)에 설치된 핀시료(B)와 디스크 시료(A)의 회전중심의 편심량을 조정하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 이 핀시료(B)를 디스크 시료(A)의 임의의 위치에 정확하게 접촉시키는 것이 가능하다.Therefore, by operating the micrometer mechanism 83, the disk drive mechanism 11 moves in the horizontal direction together with the movable table 81, so that the holder portions 31, 34 of the arms 13, 14 are moved. It is possible to adjust the amount of eccentricity at the center of rotation of the pin sample B and the disk sample A provided. Thereby, it is possible to make this pin sample B contact with arbitrary positions of the disk sample A correctly.

따라서, 상기 암(13, 14) 등의 각 기구를 이동가능하게 구성하는 대신, 이 디스크 구동기구(11)를 이동가능하게 구성하는 것에 의해, 상기와 같이 편심량의 조정이 가능하고, 또한 구조가 간단해진다.Therefore, instead of constituting the mechanisms such as the arms 13 and 14 to be movable, the disc drive mechanism 11 is configured to be movable, so that the amount of eccentricity can be adjusted as described above, and the structure Simple.

또, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 본 발명은 고부하용 암과 저부하용 암의 양쪽을 구비한 것에는 한정되지 않고, 한쪽만을 구비한 마찰마모시험기에 적용하는 것도 가능하다.In addition, this invention is not limited to said embodiment. For example, the present invention is not limited to one having both a high load arm and a low load arm, and can be applied to a friction wear tester having only one side.

또한, 상기의 디스크 구동기구를 이동시키는 편심기구는 반드시 상기와 같은 구조인 것에 한정되지 않고, 그 외의 기구, 예컨대 랙과 피니언(rack and pinion) 기구, 링크기구 등, 각종 구조의 것이 채용가능하다.In addition, the eccentric mechanism for moving the disk drive mechanism is not limited to the above structure, and other mechanisms such as rack and pinion mechanisms and link mechanisms may be employed. .

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동대를 이동시켜서 이 디스크 구동기구를 이동시킴으로써, 상기의 부하 암의 선단부에 장착된 피스 시료와 디스크 시료의 회전중심과의 상대적인 위치를 조정할 수 있고, 이 피스 시료를 이 디스크 시료의 임의의 위치에 정확하게 미끄러지져 접하게 하는 것이 가능하다.As described above, according to the present invention, by moving the moving table to move the disk drive mechanism, the relative position between the piece sample attached to the tip of the load arm and the center of rotation of the disk sample can be adjusted. It is possible to make the sample slide accurately at any position of the disk sample.

또한, 본 발명에서는, 이동시키는 것은 디스크 구동기구만이고, 다른 기구는 기대상에 고정적으로 설치되기 때문에, 구조적으로 간단하다. 또한, 이 디스크 구동기구는 디스크 시료를 회전구동만 하는 것이고, 다른 기구와 비교하여 그 구조가 간단하고 또한 유닛화되어 있기 때문에, 이 디스크 구동기구를 이동이 자유롭게 구성하는 것에 의한 구조의 복잡화는 작고, 또 정밀도의 저하를 초해하는 것도 없다.Further, in the present invention, only the disk drive mechanism is moved, and the other mechanism is structurally simple because the other mechanism is fixedly mounted on the base. In addition, since the disk drive mechanism only rotates the disk sample, and its structure is simple and unitary as compared with other mechanisms, the structure of the disk drive mechanism is freely configured so that the structure of the disk drive mechanism can be freely moved. In addition, there is no possibility of exceeding the decrease in precision.

Claims

A disk drive mechanism for rotationally driving a disk sample, a load arm for holding a piece sample sliding in contact with the disk sample, and a load for applying a predetermined load load to the piece sample held at the tip of the load arm. A pressurizing mechanism and a friction force detector for detecting a force acting on the load arm by friction between the disk sample and the piece sample;

And a eccentric mechanism for placing the load arm, the load pressurizing mechanism, and the frictional force detector mechanism on the base and moving the disc drive mechanism in the horizontal direction with respect to the base. .

2. The frictional wear test apparatus according to claim 1, wherein the eccentric mechanism includes a movable table provided with the disk drive mechanism and freely guided with respect to the base, and a micrometer mechanism for moving the movable table. .