JPH0225732A - 自動摩擦試験装置 - 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］ 本発明は、潤滑油剤や金属材料あるいは非金属材料の摩
擦等の評価試験を行なう自動摩擦試験装置に関する。

［従来の技術］ 従来、潤滑油剤の焼付限界荷重や耐摩耗性を評価する際
に広く用いられる装置の一つに、第６図に示すようなフ
ァレフクス摩擦試験装置があった。

この装置は、主軸１０１の先端に取り付けられたテスト
ピースＰを挾むＶブロック１０２と、ラチェットホイー
ル１０３の回転軸１０３ａを先端四部１０４ａに取り付
ける荷重アーム１０４と主軸１０１に偏心して取り付け
られて前後動を行なうとともに、先部にラチェットホイ
ール１０３の南と係合する爪１０５ａを設けた負荷アー
ム１０５と、主軸１０１を回転させるモータ１０６と、
トルクゲージ１０７と、ロードゲージｌＯ８およびオイ
ルキャップ１０９とからなっている。

そして、■ブロック１０２でテストピースＰを挾み、ラ
チェットホイール１０３を荷重アーム１０４に取り付け
た後、モータ１０６を作動させて主軸１０１を回転させ
る。この主軸１０１の回転により、テストピースＰが回
転するとともに、負荷アーム１０５が前後動を行ないラ
チェットホイール１０３を回転させ荷重アーム１０４を
矢印方向に徐々に締め付ける。これによりＶブロック１
０２も、テストピースＰを徐々に締め付けていく。

その後、潤滑油剤の効果が限界に達し、テストピースＰ
とＶブロック１０２間における摩擦状態を維持できなく
なると、両者の間で金属破壊を発生して焼付けを生じる
。実験者は、ここで試験装置を停止させるとともに、こ
のとき、ロードゲージ１０８が大きく振れるので、この
振れを読んで焼付荷重を測定していた。

［解決すべき課題］ 上述した従来の試験装置には、次のような問題があった
。

すなわち、第一に、試験の最終結果（焼付荷ｔ　、　＊
挟置）しかデータとして得られないため、摩擦時におけ
る途中の状況（摩擦状態の良否、特徴等）を把握するこ
とができなかった。また、第二に、焼付きの判定、焼付
荷重の読取り、荷重の変更作業などを、すべて実験者に
より人的に行なっているため、正確さに欠けるとともに
再現性も悪く、試験全体の精度が低かった。

本発明は、このような問題点にかんがみてなされたもの
で、試験の最終結果のみならず途中の状況をもデータと
して得ることができ、しかも、そのデータを高精度に得
ることができ、さらには自動化、省力化にも対応できる
自動摩擦試験装置の提供を目的としている。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するため１本発明の自動摩擦試験装置は
、本体部と、荷重発生部および支持部とからなり。

本体部は、先端にテストピースを保持する主軸と、テス
トピースを挾む保持部材と、この保持部材と連動する荷
重アームと、この荷重アームが閉じられＶブロックがテ
ストピースを締め付ける際に生じる摩擦トルクを連続的
に検出するトルクゲージとを有し、 荷重発生部は、上記荷重アームと係合して荷重アームを
開閉させる荷重用モータと、このモータによって付与さ
れる荷重を連続的に検出する荷重ゲージとを有し、 支持部は、本体部に取り付けられ、荷重発生部を、水平
および高さ方向の適正な位置に位置決めできるように支
持した構成としである。

［実施例］ 以下、本発明自動摩擦試験装置の一実施例について図面
を参照しつつ説明する。

第１図は本実施例装置の側面図、第２図は同じく本体部
と荷重発生部を分離した状態の斜視図を示し、これら図
中において、１０は本体部、２゜は荷重発生部、３０は
支持部である。

本体部１０は、基台１１の上部に設けられており、先端
にテストピースＰを保持する回転主軸１２と、この回転
主軸１２をプーリー１２ａを介し回転させるモータ１３
を有している。

この本体部１０において、１４は副軸受であり１回転主
軸１２を回転可能に支承するとともに１回転主軸１２を
中心として回動可能となっている。１５は対をなす荷重
アームで、それぞれ先端に荷重発生部２０の荷重軸２３
と係合する溝１５ａを形成し、かつそれぞれの後端を、
副軸受１４を貫通する軸１６の上端に固着しである。

１７は対をなす保持部材片であり、後端を軸１６に固着
するとともに、先部にテストピースＰを挾むＶブロック
１７ａを対向して取り付けである。

１８は摩擦トルクを連続的に検出するトルクゲージであ
り、副軸受１４の側端（第２図において右側）に固着し
であるトルクアーム１８ａと当接している。トルクゲー
ジ１８は、図示せざる処理部と接続し、検出したトルク
をディスプレイ等で表示するとともに、予め設定しであ
る値等との比較９種々の分析１判定などを行なえるよう
にしである。

１９は潤滑油等の試料を充填する容器であり、第３図に
示すようにヒータ１９ａを内部に配置するとともに、底
部に冷却水路１９ｂを形成し、温度センサ１９ｅによっ
て、液温を測定しつつ常時一定温度を保つように制御し
ている。

荷重発生部２０において、２１はケース体、２２はケー
ス体２１に取り付けられた荷重発生用のパルスモータ、
２３はパルスモータ２２と連結し、かつケース体２１に
支承された荷重軸、２４は荷重軸２３にかかる荷重を検
出する荷重ゲージ（例えば、歪ゲージ）である。

第４図に示すように、荷重軸２３の一端には、ボールス
クリュ２３ａが形成してあり、ここに荷重を付与する荷
重ナツト部材２５を螺合しである。ナツト部材２５のナ
ツト２５１は、ハンドル２５２を取り付けるとともに、
一部局面にスプライン２５３を形成しである。２５４は
回転ロック用のガイドであり、ケース体２１に固定され
た回転防止アーム２５５に、荷重軸２３の軸方向への移
動のみ可能に取り付けられている。

２５６はロック用つまみであり、ナツト２５１のスプラ
イン２５３に向って進退可蝿な状態でガイド２５４に取
り付けである。ロック用つまみ２５６の先端には、スプ
ライン２５３の溝に係止する係止片２５６ａが設けてあ
り、またこの係止片２５６ａはスプリング２５６ｂによ
り常に下方へ付勢されている。したがって、係止片２５
６ａをスプライン２５３の溝に係合させ、あるいは、ス
プリング２５６ｂに抗して引張り約９０度回転させるこ
とにより、ナツト部材２５のロックおよび解除を行なう
ことができる。

２６はナツト部材２５の内側にスプリング２７を介して
設けられた荷重アーム受けで、荷重軸２３に案内され、
かつ荷重軸２３の軸方向に進退可能となっている。また
、荷重アーム受け２６は、第４図に示すように荷重アー
ムエ５と当接する部分を凸状とし、荷重アーム１５の凹
状部分としっかりと係合するようにしである。この荷重
アーム受け２６は、荷重軸２３のナツト部材２５と反対
側、すなわち荷重ゲージ２４側にも設けられている。

支持部３０において、３１は吊上げ台であり、荷重発生
部２０のケース体２１を前後左右の水平方向に移動可能
に吊り下げている。３２は吊上げ用補助アームで、吊上
げ台３１の後部に形成されており、その後端は本体部１
０に設けられた受は部３３に回動可源に泡り付けられて
いる。３４は高さ調整ローラであり、本体部１０に設け
られ補助アーム３２を受けている。この高さ調整ローラ
３４は、補助アーム３２の中間部を受けることにより、
荷重発生部２０を一定の高さ位置に支持するようになっ
ている。

これにより、荷重発生部２０を荷重アーム１５に係合さ
せた際、荷重アーム１５に下方への荷重がかからない、
したがって、トルクゲージ１８に伝えられる摩擦トルク
の精度を高くすることができる。

なお、高さ調整ローラ３４は、第５図に示すように偏心
ローラを用いており、偏心ローラを回転させることによ
り、補助アーム３２を受ける高さ位置を調整できるよう
になっている。３６は荷重発生部２０を移動させるため
の把手である。

次に、このような構成からなる自動摩擦試験装置を用い
た、潤滑油剤の試験方法について説明する。

■　テストピースＰを、主軸１１に取り付け、かつ保持
部材１７のＶブロー２り１７ａでかるく挾み、容器１９
の潤滑油中に浸漬する。

（の　支持部３０の補助アーム３２を高さ３Ｉ整ローラ
３４上にセットすることにより、荷１発生部２０を、本
体部１０前方において荷重軸２３と荷重アーム１５の高
さが一致するよう位ご決めする。

■　荷重発生部２０を本体部１０偏に移動させ、荷重軸
２３を一対の荷重アーム１５の溝１５ａに係合する。こ
のとき、荷重アーム１５には荷重発生部２０の重量にも
とづく荷重が下方に作用せず、軸１６部分における摩擦
抵抗の増加を防止する。

■　ナツト部材２５のロック用つまみ２５６を引張って
回転させ、その係止片２５６ａをナツト２５１のスプラ
イン２５３の溝から外す、そして、ハンドル２５２を廻
して、ナツト部材２５を荷重アーム１５に軽く（荷重ゲ
ージ２４によって荷重を検出しない程度）当接させる。

■　ロック用つまみ２５６を回転させ、その係止片２５
６ａをスプライン溝２５３に係合させる。

■　パルスモータ２２を作動させ、荷重軸２３を回転さ
せることにより、ナツト部材２５を内方に向って移動さ
せ荷重アーム１５に荷重をか【する。

これにより一対の荷重アーム１５は、閉じる方向に徐々
に押され、軸１６を介して保持部材１７も閉じ、テスト
ピースＰはＶブロック１７ａによって徐々に締め付けら
れる。

■　テストピースＰがＶブロック１７ａに挾まれ締め付
【すられると、両者の間に摩擦力が生じる。

このため、テストピースＰの回転方向に力が作用し、副
軸受１４が主軸１１を中心として第２図中矢印方向に多
少回動する。これにより、トルクゲージ１８は、副軸受
１４と一体的なトルクアーム１８ａにより押され、摩擦
トルクを検出する。

■　このようにして荷重をかけてゆき、荷１が２５０１
ｂｓになると、荷重ゲージ２４よりパルスモータ２２へ
停止信号が送られ、パルスモータ２２は５分間停止する
。この間、２５０±２１ｂｓの荷重をかけた状態でなら
し運転を行なう。

■　５分間のならし運転が終了すると、再びパルスモー
タ２２は作動し、所定の負荷速度でテストピースＰを締
め付けてゆく。

［相］　そして、潤滑油剤の効果が限界に達し、これ以
上摩擦状態を維持できなくなると、テストピースＰとｖ
ブロック１７ａの間に金属破壊が発生し焼付きを生じる
。これにより、副軸受１４は第２図矢印方向に大きく回
動しトルク７−ム１８ａを介してトルクゲージ１８を押
す、トルクゲージ１８よりこの信号を受けた処理部（図
示せず）は、直ちに停止信号を自力して装置を停止させ
、試験を終了する。

Ｉ））　　また、処理部は、試験開始から終了までの間
、時々刻々変化するデータをトルクゲージ１８および荷
重ゲージ２４から１例えば１／３０秒の間隔でサンプリ
ングし入力する。そして、前回の測定トルクより３０％
以上上昇したトルク７−ムしたときに焼付きを生じたも
のと判定し、そのときの荷重を焼付荷重と判定する。

このようにして得た各種データにもとずき潤滑油剤の評
価を行なう。

１）　試験終了後は、ナツト２５１のスプライン溝２５
３より係止片２５６ａを外し、ハンドル２５２を逆回転
させてナツト部材２５を、荷重アーム１５より離す０次
いで、荷重軸２３を荷重アーム１５の溝１５ａから外し
、荷重発生部２０を上方に移動させる。

なお、トルクゲージ１８および荷重ゲージ２４曵 からトルクおよび荷重の変化を時々刻々入力することに
より、試験途中における各部の状況を分析できる。また
、入力したデータを処理部において種々処理、加工する
ことによって、さらにはこれらをデイスプレィ、プリン
タ等で表示することにより、多様な分析、評価を行なえ
る。

また、本自動試験装置は、潤滑油剤の評価のみならず、
金属材料あるいはプラスチック、セラミックス等の非金
属材料の評価を行なう場合にも利用できる。

［発明の効果］ 以上のように１本発明の自動摩擦試験装置によれば、摩
擦状況を詳細に分析評価することができ、高精度かつ再
現性の良好な試験結果を得られる。また１人手によ、る
操作９判断をできるだけ除去し、摩擦試験の自動化、省
略化を可能ならしめている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置における一実施例の側面図、第２図
は同じく本体部と荷重発生部を分離した状態の斜視図、
第３図は試料容器の断面図、第４図はナツト部材の断面
図、第５図は高さ調整用ローラの一部截断図、第６図は
従来の摩擦試験装置の一例を示す斜視図である。 １０：本体部　　　　１２：主軸 １４：副軸受　　　　１５：荷重アームＬ５ａ：溝　　
　　　１７：保持部材 １８：トルクゲージ　１８ａ：　）ルクアーム２０：荷
重発生部　　２２：バルスモータ２３：荷重軸　　　　
２４：荷重ゲージ２５：ナツト部材　　３０：支持部 ３１：吊上げ台　　　３２：補助アーム３４：高さｙ４
整ローラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本体部と、荷重発生部および支持部とからなり、 本体部は、先端にテストピースを保持する主軸と、テス
   トピースを挾む保持部材と、この保持部材と連動する荷
   重アームと、この荷重アームが閉じられ保持部材がテス
   トピースを締め付ける際に生じる摩擦トルクを連続的に
   検出するトルクゲージとを有し、 荷重発生部は、上記荷重アームと係合して荷重アームを
   開閉させる荷重用モータと、このモータによって付与さ
   れる荷重を連続的に検出する荷重ゲージとを有し、 支持部は、本体部に取り付けられ、荷重発生部を、水平
   および高さ方向の適正な位置に位置決めできるよう支持
   している ことを特徴とする自動摩擦試験装置。