JPH01292232A

JPH01292232A - 摩擦摩耗試験機

Info

Publication number: JPH01292232A
Application number: JP12350888A
Authority: JP
Inventors: Michio Ito; 道雄伊藤; Masashi Yano; 雅士矢野; Kenji Ito; 健司伊藤; Shigeki Ono; 小野　茂喜; Hiroyuki Komori; 寛之小森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-24
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2595040B2

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）本発明は、摩擦摩耗試験装置、例えば、弾性体および合
成樹脂等の粘弾性部材の摩擦力および摩擦トルク等摩擦
特性および摩耗量を精度よく測定する摩擦摩耗試験機に
関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来、
摩擦摩耗試験機としては、例えば、円板状の粘弾性部材
からなる試料の外周面を円板状の砥石の外周面に一定荷
重で押圧し、試料および砥石の各周速度を変えて、外周
面が互いにスリップするようにうして、一定時間におけ
る試料の摩耗量を測定するものがある。これは砥石は同
一の外周面を繰り返し使用するので、試料の摩耗したカ
ス等が外周面に付着する。そこで、これを防止するため
、砥石の外周面に砂等を落下して摩耗試験を行う、いわ
ゆるランボーン摩耗試験機がある。

しかしながら、これらの摩耗試験機は試料の材質によっ
ては、試料がバウンドしたり、正確な摩耗量や摩擦力を
測定できないことが多いという問題点がある。

また、円筒状のドラムの外周面に研摩部材としてのエメ
リーペーパーを取り付けた西独規格によるＤＩＮ摩耗試
験機がある。これは、試験する粘弾性部材からなる試料
の端面が、回転するドラムの外周面に一定荷重で押圧さ
れ、かつドラムの軸方向である研磨軸方向に移動し、常
に新しいエメリーペーパー上で摩耗試験を行う。しかし
ながら、試料は固形状で端面ば固定されており、試料端
面に周速度を与えることはできないので、スリップ率を
変えた試験は不可能であり、また、試料の摩擦面を研摩
体の摩擦面に対して任意の角度を与える、いわゆるスリ
ップ角を与えた試験ができないという問題点があった。

従来、試料のスリップ率およびスリップ角を独立゛に与
えて摩耗させるとともに、摩擦力および摩耗量を精度よ
く測定できるものはなかった。

そこで本発明は、試料軸および研摩軸がそれぞれ独立に
所定の回転数で駆動できるとともに試料に任意のスリッ
プ率およびスリップ角を与えて試験でき、試料は常に新
しい研摩面で摩擦・摩耗試験ができ、そして、精度の高
い摩擦力、摩耗量の評価を長時間にわたり実施できる摩
擦摩耗試験機を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明に係る摩擦摩耗試験機は、駆動モータにより回転
され研摩面を外周に有する円筒状の研摩体と、研摩体の
外周面に接し回転可能な円板状の弾性試料を保持する試
料軸に連結部材Ａを介して連結し試料軸を駆動する試料
駆動手段と、研摩体の研摩面および弾性試料の外周面の
接触する接触位置と同一水平面に支点を有し支点から延
びる支持アームの先端部に前記試料軸を保持し、前記接
触位置を通り試料軸に垂直な垂直荷重線に沿った荷重に
より弾性試料に負荷を印加する荷重印加手段と、試料軸
を連結部材Ｂを介して前記垂直荷重線の回りに回動する
試料回動手段と、試料軸を研摩体の軸線方向に往復移動
する移動手段と、試料軸の弾性試料の近傍に設けたトル
クセンサーを有し、弾性試料の摩擦トルクを検出する摩
擦トルク検出手段と、支持アームに組込まれ研摩体の軸
線方向の摩擦力を検出する摩擦力センサーを有する摩擦
力検出手段と、を備え、回転する研摩体の研摩面に回転
するとともに回動した弾性試料の外周面を所定の荷重で
押圧しながら研摩体の軸線方向に往復移動して摩耗させ
、摩耗量および摩擦特性を測定することを特徴としてい
る。

（作用）本発明に係る摩擦摩耗試験機は、円筒状の研摩体を回転
する駆動モータ、弾性試料を保持する試料軸を駆動する
試料駆動手段および試料回動手段を有しているので、研
摩体および弾性試料はそれぞれ独立して回転駆動して弾
性試料にスリップ率を与えることができるとともに、試
料回動手段により弾性試料を垂直荷重線の回りに回動し
て、研摩体の研摩面上でスリップ角を与えることができ
る。

また、弾性試料は支点から延びる支持アームの先端部で
試料軸に保持され、試料軸に垂直な垂直荷重線に沿った
荷重によって負荷される。試料軸は、連結部材Ａを介し
て試料駆動手段に、連結部材Ｂを介して試料回動手段に
連結しているので、試料軸には試料駆動手段および試料
回動手段の主要部の重量は負荷されずに軽量にでき、か
つこれらの手段からの振動および力の伝達はこれらの連
結部材により吸収緩和され、試料軸には伝わらない。そ
してこれらは、さらに、弾性試料に負荷される荷重に大
きな影響を与えることなく、試料駆動手段による試料軸
の駆動ができ、試料回動手段による試料軸を垂直荷重線
の回りに回動できる。

また、弾性試料は移動手段により移動し、常に新しい研
摩面にて摩耗されるので弾性試料の研摩面は常に清浄で
あり、摩耗量の精度は向上する。

したがって、試料軸は荷重の負荷、弾性試料の回転、試
料軸の垂直荷重線回りの回動、摩耗量等に全く形容され
ない。このため、試料軸に設けたトルクセンサーにより
摩擦トルクが精度よく測定できるとともに、摩擦力セン
サーにより研摩体の。

軸線方向の摩擦力も精度よく測定できる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本発明に係る摩擦摩耗試験機の一実施例を
示す図である。

まず、構成について説明する。第１．２図において、ｌ
は摩擦摩耗試験機であり、摩擦摩耗試験機ｌは、駆動モ
ータ２により軸線３Ａの回りに回転され研摩面３ａを外
周に有する円筒状の研摩体３と、研摩体３の研摩面３ａ
に接し回転可能な円板状の弾性試料５を保持する試料軸
６を有し、試料軸６に連結部材Ａ７を介して連結し、試
料軸６を駆動する試料駆動手段８と、を備え、また、研
摩体３の研摩面３ａおよび弾性試料５の外周面５ａが接
触する接触位置Ｐと同一水平面Ｈに支点１０を有し、支
点１０から延びる支持アーム１１の先端部１１ａ内に保
持される弾性試料５に荷重を印加する荷重印加手段１２
と、試料軸６を連絡部材Ｂ１４を介して接触位置Ｐを通
り試料軸６に垂直な垂直荷重線１５の回りに回動する試
料回動手段１６と、を備えている。

１８は移動手段であり、移動手段１８は試料駆動手段８
、荷重印加手段１２および試料回動手段１６を台上面１
９ａにそれぞれ固定された可動台１９と、可動台１９の
下側で固定架台２０上に軸線３Ａに平行に設けられた２
本のガイドレール２１と、ガイドレール２１に案内され
て可動台１９を研摩体３の軸線３Ａ方向に往復移動可能
なモータ２２を有している。

第２図において、ブラシ２３はその先端２３ａを研摩体
３の研摩面３ａに接し、かつ、モータ２３Ａにより回転
するよう設けられ、研摩面３ａに付着する試料カスを除
き、研摩面３ａを常に清浄にする。

第１図において、２４は摩擦トルク検出手段であり、摩
擦トルク検出手段２４は第３図に示す試料軸６に保持さ
れた弾性試料５の近傍に設けられたトルクセンサー２５
と、トルクセンサー２５の出力する信号を受けて摩擦ト
ルクを算出する演算部２６とを有している。２７は摩擦
力検出手段であり、摩擦力検出手段２７は支持アーム１
１に組込まれ、研摩体３の軸線３Ａ方向の摩擦力を検出
する摩擦力センサー２８と、摩擦力センサー２８の出力
する信号を受けて摩擦力を演算する演算部２９とを有し
ている。

さらに、詳細につき説明する。

第１図において、研摩体３は円筒状のドラムの外周に研
摩紙としてのエメリーペーパー等を脱着自在に取付は研
摩面３ａを形成したものである。

研摩体３はドラム軸３１に支持され、ドラム軸３１の一
端は固定架台２０上にピロ型軸受３２に、他端は固定架
台２０上のアンギュラベアリング３３に支持され、クラ
ッチ３４および減速機３５を介して駆動モータ２に連結
している。研摩体３は駆動モータ２により任意の回転数
で、すなわち、任意の周速度Ｖ、で回転可能である。ま
た、エメリーペーパーを取り換える際にはクラッチ３４
により駆動系から切り離すごとができる。

試料軸６は、第２．３図に示すように、支持アーム１１
の先端部ＩＬａの下側部分の箱体３７内にベアリングを
介して保持され、試料軸６と直交する中間軸３８とかさ
歯車３９を介して連結している。そして、中間軸３８は
、第１図に示す、可動台１９に固定された軸受４０によ
り支持された軸４Ｉとユニバーサルジヨイント４２で連
結している。軸４１は、さらに歯車および減速機を介し
て駆動モータ４３に連結している。ここに、かさ歯車３
９、中間軸３日、ユニバーサルジヨイント４２、軸４１
および軸受４０は連結部材Ａ７を構成し、歯車、減速機
および駆動モータ４３は、試料駆動手段８を構成してい
る。駆動モータ４３を駆動することにより、駆動モータ
４３からの回転力は連結部材Ａ７を介して試料軸６に連
結される。そして、試料軸６にナツト６Ａにより取付け
られた弾性試料５は、研摩体３の回転数とは独立して、
任意の回転数で、すなわち、任意の周速度■、で回転す
る。このため、弾性試料５は研摩体３に対して周速度Ｖ
ｓを変えて、任意のスリップ率を有するよう回転できる
。

第２図において、支持アーム１１の先端部１１ａの上側
部分には、前述の接触位置Ｐを通り試料軸６に垂直な垂
直荷重線１５上に分銅４５が取換可能に取付けられてい
る。支持アーム１１は可動台１９上に支持された支点１
０の回りに回動可能である。支点１０を中心に支持アー
ム１１の反対側には釣合鍾４６が設けられ、釣合鍾４６
は、分銅４５を除き、箱体３７を含む支持アーム１１の
重量と釣り合っている。このため、任意に選んだ分銅４
５の重量のみが垂直荷重線１５に沿って箱体３７内の試
料軸６に取付けられた弾性試料５に負荷され、弾性試料
５を研摩体３の研摩面３ａに押圧する。また、エアシリ
ンダー４７を作動させることにより弾性試料５への負荷
を除くことが可能である。試料軸６は、前述のように、
試料駆動手段８により連結部材Ａ７を介して駆動される
ので、試料駆動手段８による振動および力等は試料軸６
に伝達されず、かつ、弾性試料５に負荷される荷重に大
きな形容を与えることなく、弾性試料５を駆動できる。

第２図において、支持アーム１１の先端部１１ａの中央
部分１１ｂと下側の箱体３７との間にはウオームホイー
ル４８が介装され、ウオームホイール４８は箱体３７内
の試料軸６を垂直荷重線１５の回りに回動可能である。

第４図において、ウオームホイール４８は先端部１１ａ
に軸支されたウオーム軸４９およびユニバーサルジヨイ
ント５０を介して可動台１９に固定された駆動モータ５
１に連結している。このため、駆動モータ５１を駆動す
ることによりウオームホイール４８を回動し試料軸６を
垂直荷重線１５の回りに回動して弾性試料５の軸線５Ａ
に対するスリップ角θを与える。５２はスプライン部で
あり、ユニバーサルジヨイント５０を伸縮可能にする。

５３はポテンシオメータであり、ポテンシオメータ５３
は弾性試料５のスリップ角θを駆動モータ５１の軸の回
転角として検出可能である。ここに、ユニバーサルジヨ
イント５０は連結部材Ｂ１４であり、試料回動手段１６
はウオームホイール４８、ウオーム軸４９および駆動モ
ータ５１から構成されている。

試料軸６を収納する箱体３７はウオームホイール４８に
より垂直荷重線１５の回りに回動され、ウオームホイー
ル４８は連結部材Ｂ１４を介して試料回動手段１６によ
り駆動されるので、試料回動手段１６による振動および
力は試料軸６には殆んど伝達されず、かつ、弾性試料５
に負荷される荷重に大きな影響を与えることもな（試料
軸６を回動しスリップ角θを弾性試料５に与える。こと
ができる。

これらのため、弾性試料５に印加される負荷は試料駆動
手段８および試料回動手段１６に殆んど影響されること
なくほぼ一定である。また、トルクセンサー２５が試料
軸６の弾性試料５のすぐ近傍に設けられているので、摩
擦トルク検出手段２４の摩擦トルクＴｔ４の検出の精度
は極めて良好である。

また、試料軸６が回動時、試料軸６が研摩体３の軸線３
Ａ方向に往復移動時に生ずる軸線３Ａと平行な摩擦力Ｆ
’ｚｔの検出の精度は大幅に向上する。

弾性試料５は、研摩体３の研摩面３ａに接触して摩耗す
る際、移動手段１８により研摩体３の軸線３Ａと平行に
往復移動する。そして、弾性試料５の外周面５ａは常に
ブラシ２３の先端２３ａにより清浄にされた研摩面３ａ
に接しているので、弾性試料５は常に同じ条件で摩耗す
る。このため、弾性試料５の摩耗量の精度は大幅に向上
する。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、摩擦摩耗試験機
の試料軸および研摩体の研磨軸がそれぞれ独立に所定の
回転数で駆動できるとともに弾性試料に任意のスリップ
率およびスリップ角を与えて試験でき、弾性試料は常に
新しい研摩面で摩擦・摩耗試験ができる。そして精度の
高い摩擦力、摩耗量の評価が長時間にわたり実施できる
。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明に係る摩擦摩耗試験機の一実施例を
示す図であり、第１図はその全体平面図、第２図は第１
図の■−■矢視側面図、第３図はその要部拡大断面図、
第４図はその要部拡大平面図である。１・・・・・・摩擦摩耗試験機、２・・・・・・駆動モータ、３・・・・・・研摩体、５・・・・・・弾性試料、６・・・・・・試料軸、７・・・・・・連結部材Ａ、８・・・・・・試料駆動手段、１０・・・・・・支点、１１・・・・・・支持アーム、１２・・・・・・荷重印加手段、１４・・・・・・連結部材Ｂ、１５・・・・・・垂直荷重線、１６・・・・・・試料回動手段、１８・・・・・・移動手段、２４・・・・・・摩擦トルク検出手段、２５・・・・・
・トルクセンサー、２７・・・・・・摩擦力検出手段、２８・・・・・・摩擦力センサー、Ｐ・・・・・・接触位置、 ■］・・・・・・水平面。

Claims

【特許請求の範囲】

駆動モータにより回転され研摩面を外周に有する円筒状
の研摩体と、研摩体の外周面に接し回転可能な円板状の
弾性試料を保持する試料軸に連結部材Ａを介して連結し
試料軸を駆動する試料駆動手段と、研摩体の研摩面およ
び弾性試料の外周面の接触する接触位置と同一水平面に
支点を有し支点から延びる支持アームの先端部に前記試
料軸を保持し、前記接触位置を通り試料軸に垂直な垂直
荷重線に沿った荷重により弾性試料に負荷を印加する荷
重印加手段と、試料軸を連結部材Ｂを介して前記垂直荷
重線の回りに回動する試料回動手段と、試料軸を研摩体
の軸線方向に往復移動する移動手段と、試料軸の弾性試
料の近傍に設けたトルクセンサーを有し、弾性試料の摩
擦トルクを検出する摩擦トルク検出手段と、支持アーム
に組込まれ研摩体の軸線方向の摩擦力を検出する摩擦力
センサーを有する摩擦力検出手段と、を備え、回転する
研摩体の研摩面に回転するとともに回動した弾性試料の
外周面を所定の荷重で押圧しながら研摩体の軸線方向に
往復移動して摩耗させ、摩耗量および摩擦特性を測定す
ることを特徴とする摩擦摩耗試験機。