JPH05133866A - 摩擦摩耗試験ピンの固定構造 - Google Patents

摩擦摩耗試験ピンの固定構造

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JPH05133866A
JPH05133866A JP29898391A JP29898391A JPH05133866A JP H05133866 A JPH05133866 A JP H05133866A JP 29898391 A JP29898391 A JP 29898391A JP 29898391 A JP29898391 A JP 29898391A JP H05133866 A JPH05133866 A JP H05133866A
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JP
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pin
test
test pin
friction
fixing
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JP29898391A
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English (en)
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Yutaka Abe
豊 阿部
Akiko Suyama
章子 須山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/388Ceramics

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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 試験ピンの一端を固定治具に固定し、この試
験ピンの他端を被試験物と接触させて摩擦摩耗試験を行
うピンオンディスク方式の摩擦摩耗試験機を用いるに際
し、試験時に加わる押圧力を試験ピン側面の幅広い面積
で受けるよう構成して、押圧力の一点集中を防止する。 【効果】 試験時に試験ピンに加わる応力を広い面で受
けるように構成しているため、試験ピンが安定化され、
より厳しい試験条件下での測定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦摩耗試験ピンとそ
の固定構造に係り、特にピンオンディスク方式の摩擦摩
耗試験機に適した試験ピンとその固定構造に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックスは典型的な脆性材料であ
り、ほとんど塑成変形を示さずに瞬時に破壊するため、
複雑な成形、加工は困難である。このため、セラミック
スの摩擦摩耗特性を調べる方法としては、簡単な接触形
態による試験方法が採られている。そのうちの一つであ
るピンオンディスク法は、回転するディスク試料にピン
状試験片を一定荷重で押し付けるという単純な方法であ
り、基礎的な実験によく用いられている。
【0003】ピンオンディスク試験機は、材料の耐摩耗
性を調べるだけでなく、材料の摩擦係数自身を求める場
合にも用いられ、試験ピンを基台上に固定し、この試験
ピンに対して摩擦運動を行う材料を接触させつつ、摩擦
係数または耐摩耗性を測定するものである。このような
ピンオンディスク方式の摩擦摩耗試験機の一例を図4に
示す。同図において、ピン状試験片41は、ロードセル
43からジョイント45を介してピン固定部46に固定
される。ディスク試料42は、ディスク固定部47に固
定される。そして、回転用モータ44によりディスク試
料42が回転され試験が行われる。ここで、ピン状試験
片41とディスク試料42の位置を変換することによ
り、ピン状試験片41を回転させることも可能である。
摩耗力はロードセル43より検出される。
【0004】この試験機において、試験ピンは従来、図
5(a)に示すように円筒形状のものが用いられ、摩擦
係数測定用ピン51は先端を球面として材料と点接触さ
せ、通常の耐摩耗性測定用ピン52の場合には試験ピン
の先端が面状のものを用いて面接触させる。そして、こ
れらの試験ピンは同図(b)に示すようなディスク53
に固定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したピ
ンオンディスク方式の摩擦摩耗試験機では、高速または
高荷重下で試験を行う場合、試験ピンがディスクの固定
治具部分から折れるという現象がしばしば発生してい
た。特に、金属材料などを評価する場合、試験ピンの材
料として脆性材料であるセラミックスを用いた試験機で
は、固定用ディスクと試験ピンとの把み部分に応力が集
中し、この部分から破損してしまう。したがって、でき
る限り単純な形状でかつ、試験ピンと固定治具との把み
部分に応力が集中せず、耐久性に優れた試験ピンが必要
とされていいる。
【0006】本発明は、このような従来の事情に対処し
てなされたもので、高速、高荷重下でも折れにくい、耐
久性に優れた摩擦摩耗試験ピンの固定構造を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の摩擦摩耗試験ピ
ンの固定構造は、試験ピンの一端を固定治具に固定し、
この試験ピンの他端を被試験物と接触させて摩擦摩耗試
験を行うに際し、前記固定治具に突出して形成され、内
周面が円筒状かつ外周面がテーパ形状の斜面とされたピ
ン把持部と、前記ピン把持部の周囲から押圧力を加える
加圧部材とを有し、前記ピン把持部の内部に配置された
前記試験ピンの円筒側面において前記加圧部材の圧力を
受けるようにしたことを特徴としている。
【0008】また、本発明における第2の発明は、試験
ピンの一端を固定治具に固定し、この試験ピンの他端を
被試験物と接触させて摩擦摩耗試験を行うに際し、前記
試験ピンの一端に同心円状の金属補強部材を取り付け、
この金属補強部材を前記固定治具に固定したことを特徴
としている。
【0009】本発明における第3の発明は、試験ピンの
一端を固定治具に固定し、この試験ピンの他端を被試験
物と接触させて摩擦摩耗試験を行うに際し、前記試験ピ
ンの一端をテーパ形状とし、このテーパ面において前記
固定治具の押圧力を受けるようにしたことを特徴として
いる。
【0010】本発明において、試験ピンの摩擦側(被試
験材料と接触する面)におけるピンの側面は円筒形状で
あり、実際に摩擦摩耗が行われる頂点部分は、試験の目
的に合わせて平面形状あるいは球面形状とされる。一
方、他端(固定治具に固定される側)側の側面は円筒形
状でなく、特別な形状の把持部で固定したり、試験ピン
周囲に金属リングを焼きばめたり、試験ピン自体にテー
パ斜面からなる側面を設けたりすることにより、試験中
に試験ピンに対してかかる押圧力を試験ピンの側面全体
で受けるよう固定される。このため、セラミックス、超
硬合金など、比較的耐摩耗性が高く、試験ピンに負担の
かかる条件下での試験に適している。
【0011】
【作用】本発明によれば、ピンオンディスク方式の摩擦
摩耗試験機において、試験ピンにかかる応力、圧力をよ
り広い面積で受け止めるよう特別な固定構造を採ってい
る。この固定構造は、まず試験ピンを製作しやすい単純
形状の円筒形状とし、この円筒を支持、固定する治具形
状を、一点に応力が集中しないよう円筒の側面を含んで
把み込む構造である。このため、試験ピンへの荷重負担
が低減され、試験ピンの根元から折れるというような事
故が防止され、高荷重・高速度下における試験の信頼性
が向上する。また、試験ピン形状が単純であるため、加
工コストへの負担も少ない。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0013】実施例1 図1は本発明の摩擦摩耗試験ピンの固定構造の一実施例
を示す図で、(a)は縦断面図、(b)は横断面図を示
している。同図において、窒化ケイ素製の固定治具11
にはピン把持部12が突出して形成されている。このピ
ン把持部12は内周面が円筒状かつ外周面がテーパ形状
の斜面とされ、(b)図に示すように 2つの分離したブ
ロックからなっている。
【0014】ピン把持部12の周囲には、これと同心円
状の加圧部材13が配置され、固定治具11と同じ材質
窒化ケイ素からなる試験ピン14に対して矢印A方向に
締め付け圧力がかかり、ピンの円筒側面に押圧力が加え
られる。この押圧力は、ある幅をもった面において加え
られるため、一点に応力が集中することなく、試験ピン
14の破損を防止することができる。
【0015】なお、試験系側の剛性に問題がなければ、
固定治具11およびピン把持部12は金属材料の使用も
可能である。
【0016】実施例2 図2は、本発明の摩擦摩耗試験ピンの固定構造の他の実
施例を示す図で、(a)は試験ピンの斜視図、(b)は
固定ディスクとの固定構造を示している。セラミックス
製の試験ピン21の下端には、S45C(熱処理済)を用い
た金属リング22が焼きばめられている。この金属リン
グ22は試験ピン21を支えて試験時の応力がピンの一
部に集中するのを防ぐもので、たとえば鉄鋼(炭素鋼、
合金鋼、ステンレス鋼、工具鋼等)、超硬(WC)などの材
料が挙げられる。試験ピン21は試験時の回転を防止す
るため、固定ディスク23に設けられた固定ネジ24に
より回転部に固定される。そして、固定ディスク23に
固定されたとき、応力は試験ピン21の側面全体にかか
る。
【0017】実施例3 図3は、本発明の摩擦摩耗試験ピンの固定構造のさらに
他の実施例を示す図で、(a)は試験ピンの斜視図、
(b)および(c)は固定ディスクとの固定構造を示し
ている。これらの図において、試験ピン31は一端のみ
が裾広がりのテーパ形状とされ、実施例1における加圧
部材13と同様の加圧部材32が試験ピン31を周囲か
ら矢印A方向に押圧して固定する。このとき、押圧力は
試験ピン31のテーパ面全面で受けることになる。した
がって、ピンの一直線上に応力が集中せず、高荷重、高
速度条件にも耐えられる。
【0018】これら実施例の固定構造による摩擦摩耗試
験機を用いた試験においては、すべり速度 0cm/sec〜 1
00cm/sec、押圧力0kgf〜 30kgfの条件まで試験を行うこ
とが可能となり、信頼性の高いデータを得ることができ
た。これに対して、従来の固定構造による摩擦摩耗試験
機ではすべり速度10cm/sec、押圧力3kgfでピン折れが発
生した。
【0019】このように、この実施例の試験ピンの固定
構造はセラミックス材料のピンオンディスク型摩擦摩耗
試験を行う際に有効であり、耐久性を大きく向上させる
ことができた。また、試験結果の信頼性が向上するた
め、製品の高品質化を図ることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の摩擦摩耗
試験ピンの固定構造は、試験時に試験ピンに加わる応力
を広い面で受けるように構成しているため、試験ピンが
安定化され、より厳しい試験条件下での測定が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の試験ピンの固定構造を示す
図。
【図2】本発明の他の実施例の試験ピンの固定構造を示
す図。
【図3】本発明の他の実施例の試験ピンの固定構造を示
す図。
【図4】ピンオンディスク方式の摩擦摩耗試験機の一例
を示す図。
【図5】従来の試験ピンを示す図である。
【符号の説明】
11……固定治具 12……ピン把持部 13……加圧部材 14……試験ピン 21……試験ピン 22……金属リング 23……固定ディスク 31……試験ピン 32……加圧部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験ピンの一端を固定治具に固定し、こ
    の試験ピンの他端を被試験物と接触させて摩擦摩耗試験
    を行うに際し、前記固定治具に突出して形成され、内周
    面が円筒状かつ外周面がテーパ形状の斜面とされたピン
    把持部と、前記ピン把持部の周囲から押圧力を加える加
    圧部材とを有し、前記ピン把持部の内部に配置された前
    記試験ピンの円筒側面において前記加圧部材の圧力を受
    けるようにしたことを特徴とする摩擦摩耗試験ピンの固
    定構造。
  2. 【請求項2】 試験ピンの一端を固定治具に固定し、こ
    の試験ピンの他端を被試験物と接触させて摩擦摩耗試験
    を行うに際し、前記試験ピンの一端に同心円状の金属補
    強部材を取り付け、この金属補強部材を前記固定治具に
    固定したことを特徴とする摩擦摩耗試験ピンの固定構
    造。
  3. 【請求項3】 試験ピンの一端を固定治具に固定し、こ
    の試験ピンの他端を被試験物と接触させて摩擦摩耗試験
    を行うに際し、前記試験ピンの一端をテーパ形状とし、
    このテーパ面において前記固定治具の押圧力を受けるよ
    うにしたことを特徴とする摩擦摩耗試験ピンの固定構
    造。
JP29898391A 1991-11-14 1991-11-14 摩擦摩耗試験ピンの固定構造 Withdrawn JPH05133866A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6725977B2 (en) * 2001-07-11 2004-04-27 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Wear-detecting probe and a braking element provided therewith
CN111122367A (zh) * 2019-11-25 2020-05-08 河海大学 一种介观尺度上硅片滚动摩擦副及滚动摩擦模拟方法
CN112683658A (zh) * 2020-12-02 2021-04-20 浙江工业大学 一种安装在摩擦试验机上的摩擦头夹持装置

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CN111122367A (zh) * 2019-11-25 2020-05-08 河海大学 一种介观尺度上硅片滚动摩擦副及滚动摩擦模拟方法
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Effective date: 19990204