JPH0618205A - Friction/abrasion evaluating unit - Google Patents

Friction/abrasion evaluating unit

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JPH0618205A
JPH0618205A JP19641692A JP19641692A JPH0618205A JP H0618205 A JPH0618205 A JP H0618205A JP 19641692 A JP19641692 A JP 19641692A JP 19641692 A JP19641692 A JP 19641692A JP H0618205 A JPH0618205 A JP H0618205A
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JP
Japan
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friction
load
core
coil
wear
Prior art date
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JP19641692A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Kawasaki
実 川崎
Riyouji Saeki
領二 佐伯
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Nittec KK
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Nittec KK
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0618205A publication Critical patent/JPH0618205A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a friction/abrasion unit which can detect micro amount of friction/abrasion highly accurately under light load. CONSTITUTION:A sensor section 16 comprises a differential transformer 15 wherein a coil 13 is supported on a coil holder 17 and a core 14 is suspended from a load measuring section 18 mounted on the coil holder 17. The coil holder 17 can move up and down through a moving means 19 and a testing body 20 is set at the tip of the core 14. The coil holder 17 is moved up and down through the moving means 19 while measuring the load at the load measuring section 18 and a predetermined load is exerted on the specimen 11 placed on a sample stage 12 thus measuring friction/abrasion.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク等の部材自
身の材料やコーティング膜の摩擦摩耗の測定を行う摩擦
摩耗評価装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a friction and wear evaluation apparatus for measuring the friction and wear of materials and coating films of members such as optical disks.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、記録媒体、例えば光磁気ディス
ク、CD(コンパクトディスク)、LD(レーザディス
ク)、CD−ROM(Read Only Memor
y)、CD−RAM(Random Access M
emory)、MD(磁気ディスク)等のディスクの保
護コーティング膜の摩擦摩耗測定或いはコーティング塗
膜やディスクの部材自身の材料の摩擦摩耗測定を行うた
めに摩擦摩耗評価装置が用いられている。この種の評価
装置は、一般的には2つの試料を押し付けるための力
(荷重)を発生する機構と、試料相互間に回転や摺動等
を与えて摺動状態とする駆動系と、押付力と摩擦抵抗力
を分離計測する計測系とにより主に構成される。荷重発
生機構は、重錘直荷式、バネ荷重方式、バネ荷重に挺子
を組み合わせた方式、油圧式、ベローズタイプのエアシ
リンダを用いた方式、磁力による方式等が知られる。ま
た、計測系すなわちセンサ系の動作原理は、例えば図6
に示すような原理が知られている。
2. Description of the Related Art Generally, recording media such as magneto-optical disks, CDs (compact disks), LDs (laser disks), and CD-ROMs (Read Only Memories).
y), CD-RAM (Random Access M)
2. Description of the Related Art A friction / wear evaluation device is used to measure the friction / wear of a protective coating film of a disk such as an memory (e.g., an electromagnetic disk) or an MD (magnetic disk) or the material of the coating film or the member itself of the disk. This type of evaluation device generally includes a mechanism that generates a force (load) for pressing two samples, a drive system that applies rotation or sliding between the samples, and a pressing system. It is mainly composed of a measurement system that separates and measures the force and the frictional resistance force. As the load generating mechanism, there are known a weight direct load type, a spring load type, a system in which a spring load is combined with a boom, a hydraulic type, a system using a bellows type air cylinder, a system using magnetic force, and the like. Further, the operation principle of the measurement system, that is, the sensor system is shown in FIG.
The principle as shown in is known.

【0003】図6(A)はスプリングバランス方式を示
し、バネ1とバネ2とにより均衡させた枠3に取り付け
た試料に摩擦力を付与し、この摩擦力により試料の回転
する動きを中間に取り付けたペン4と回転ドラム5の直
記で捕らえるようになっている。図6(B)はウエイト
レバーバランス方式を示し、重錘W1、W2、W3によ
る押付力、摩擦力を重錘位置でバランスさせ、その時の
重錘W1、W3の目盛りを読み取るようになっている。
図6(C)はトルクアームロードセル方式を示し、摩擦
トルクで回転しようとするアーム6によりロードセル7
を押して、この時の力を計測するようになっている。図
6(D)はベンディングセル方式を、図6(E)はベン
ディングトルクセル方式を示し、トルク計測軸8に取り
付けたベンディングロードセル9による摩擦力をトルク
として直近で計測するようになっている。
FIG. 6 (A) shows a spring balance system in which a frictional force is applied to a sample mounted on a frame 3 balanced by a spring 1 and a spring 2, and the rotational force of the sample is centered by this frictional force. The attached pen 4 and rotary drum 5 can be directly captured. FIG. 6B shows a weight lever balance system, in which the pressing force and the frictional force by the weights W1, W2, W3 are balanced at the weight positions, and the scales of the weights W1, W3 at that time are read. .
FIG. 6 (C) shows a torque arm load cell system in which the load cell 7 is rotated by the arm 6 that tries to rotate by friction torque.
Press to measure the force at this time. FIG. 6 (D) shows a bending cell system, and FIG. 6 (E) shows a bending torque cell system, in which the frictional force by the bending load cell 9 attached to the torque measuring shaft 8 is measured as the torque most recently.

【0004】ところで、摩擦力の計測については、押付
力と摩擦力とは直交した状態に作用することから2つの
力の分離能力に優れていることが要求され、しかも測定
圧が実体より発生する力を妨げず、慣性質量が小さく応
答周波数の高いことが要求される。そのために、押付荷
重計測及び摩擦摩耗センサとして一般的には主として図
6(D)、(E)に示す方式が採用されており、ロード
セルが用いられている。
By the way, in the measurement of the frictional force, the pressing force and the frictional force act in a state orthogonal to each other, so that it is required to have an excellent ability to separate the two forces, and moreover, the measurement pressure is generated by the substance. It is required to have a small inertial mass and a high response frequency without disturbing the force. Therefore, generally, the methods shown in FIGS. 6D and 6E are mainly used as the pressing load measurement and the friction and wear sensor, and the load cell is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来方式にあっては、試料に対して正確に荷重を付与
することができないばかりか、その機構上、低荷重にお
ける摩擦摩耗測定ができないという問題があった。ま
た、測定にロードセルを用いるために、摩擦摩耗の微小
変化量を検出できないので、精度良く摩擦摩耗の程度を
検出することができないという問題もあった。
However, in the above-mentioned conventional method, not only the load cannot be accurately applied to the sample, but also the friction wear due to the low load cannot be measured due to its mechanism. was there. Further, since the load cell is used for the measurement, a minute change amount of frictional wear cannot be detected, so that there is a problem that the degree of frictional wear cannot be accurately detected.

【0006】更には、その機構上、任意の隙間のすべり
摩擦が測定できないばかりか、すべり摩擦と間隙摩擦を
一台の装置で測定できず、しかも装置自体も大型で高価
になるという問題点があった。本発明は、以上のような
問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたも
のであり、その目的は、センサ部に差動トランスを用い
ることにより、低荷重で微小量の摩擦摩耗を精度良く検
出することができる摩擦摩耗評価装置を提供することに
ある。
Further, due to the mechanism, not only the sliding friction of an arbitrary gap cannot be measured, but also the sliding friction and the gap friction cannot be measured by one device, and the device itself is large and expensive. there were. The present invention has been made in view of the above problems and was devised in order to effectively solve the problems. An object of the present invention is to use a differential transformer in a sensor section to reduce a small amount of friction at a low load. An object of the present invention is to provide a frictional wear evaluation device capable of detecting wear with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被検体を載置して水平面内に移動可能
になされた試料台と、コイルと移動可能になされたコア
を有する差動トランスよりなるセンサ部と、前記センサ
部の前記コイルを保持するコイル保持体と、前記コイル
保持体に設けられ、前記センサ部のコアを吊り下げ可能
に支持する荷重計測部と、前記コイル保持体を前記試料
台に向けて移動可能とする移動手段と、前記コアに設け
られ、前記被検体と接触する検体とにより評価装置を構
成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a sample table on which a subject is placed and is movable in a horizontal plane, a coil and a movable core. A sensor unit formed of a differential transformer, a coil holder for holding the coil of the sensor unit, a load measuring unit provided on the coil holder for supporting the core of the sensor unit in a suspendable manner, The evaluation device is configured by a moving unit that allows the coil holder to move toward the sample stage, and a sample provided on the core and in contact with the sample.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、以上のように構成したので、試料台
に載置された被検体には、荷重計測部により荷重を計測
しつつ検体が内蔵されたコアにより所望の荷重を付与す
ることができる。そして、被検体の摩擦摩耗はセンサ部
を構成する差動トランスのコアの変位となって差動トラ
ンスの原理に基づいて出力されることになる。従って、
低荷重で微小量の摩擦摩耗を精度良く検出することが可
能となる。
Since the present invention is configured as described above, it is possible to apply a desired load to the object placed on the sample table by the core containing the sample while measuring the load by the load measuring unit. You can Then, the frictional wear of the subject becomes a displacement of the core of the differential transformer that constitutes the sensor unit, and is output based on the principle of the differential transformer. Therefore,
It becomes possible to accurately detect a minute amount of frictional wear with a low load.

【0009】[0009]

【実施例】以下に、本発明に係る摩擦摩耗評価装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に
係る摩擦摩耗評価装置の主要部を示す断面図、図2は本
発明に係る摩擦摩耗評価装置の全体を示す一部破断図、
図3は図2に示す装置の概略回路図、図4は本発明の評
価装置の動作を示す動作説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the friction and wear evaluation apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a friction and wear evaluation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway view showing the entire friction and wear evaluation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the apparatus shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an operation explanatory view showing the operation of the evaluation apparatus of the present invention.

【0010】図示するようにこの摩擦摩耗評価装置10
は、保護コーティング膜等の形成された光磁気ディスク
のような被検体、例えばディスク11を載置して水平面
内、例えばX・Y方向及び回転移動が可能になされたた
試料台としての試料テーブル12と、コイル13と移動
可能になされたコア14を有する差動トランス15より
なるセンサ部16と、上記コイル13を保持するコイル
保持体としてのコイル保持筒17と、このコイル保持筒
17に設けられて上記コア14を吊り下げ可能に支持す
る荷重計測部18と、上記コイル保持筒17を試料テー
ブル12に向けて移動可能とする移動手段としてのマイ
クロメータ19と、上記コア14に設けられてディスク
11と接触する球状の検体20とにより主に構成され
る。
As shown in the figure, this friction and wear evaluation apparatus 10
Is a sample table as a sample table on which an object such as a magneto-optical disk having a protective coating film formed thereon, for example, the disk 11 is placed and can be moved in a horizontal plane, for example, in the X and Y directions and rotationally. 12, a sensor unit 16 including a coil 13 and a differential transformer 15 having a movable core 14, a coil holding cylinder 17 as a coil holder for holding the coil 13, and a coil holding cylinder 17 A load measuring unit 18 that supports the core 14 so that it can be suspended, a micrometer 19 that serves as a moving unit that allows the coil holding cylinder 17 to move toward the sample table 12, and the core 14 are provided. It is mainly configured by the spherical specimen 20 that contacts the disk 11.

【0011】具体的には、上記試料テーブル12はディ
スク11と同様に円板状に成形されており、その下面中
心部は試料テーブル12を回転させるために回転モータ
21の回転軸に接続されている。この回転モータ21
は、X方向移動レール22上を移動するX方向移動テー
ブル23とY方向移動レール24上を移動するY方向移
動テーブル25とを組み合わせてなる移動機構上に設置
されており、従って、試料テーブル12は、X・Y方向
の移動及び回転移動可能になされている。
Specifically, the sample table 12 is formed in a disk shape like the disk 11, and the central portion of the lower surface thereof is connected to the rotary shaft of a rotary motor 21 for rotating the sample table 12. There is. This rotary motor 21
Is installed on a moving mechanism that is a combination of an X-direction moving table 23 that moves on the X-direction moving rail 22 and a Y-direction moving table 25 that moves on the Y-direction moving rail 24. Is capable of moving in X and Y directions and rotating.

【0012】上記マイクロメータ19は、支持台26に
取り付けられており、その伸縮軸27は下方に貫通させ
て設けられている。このマイクロメータ19には、上記
伸縮軸27の移動量を精度良く正確に調整するための目
盛28が形成されている。上記伸縮軸27の先端には、
下方が開放された筒体状の支持筒32の上端部がネジ2
9等により強固に取り付け固定されている。この支持筒
32の下端部には、その周方向に沿って形成された固定
コア30を有する電磁コイル31が設けられている。こ
の支持筒32の中空部には、この内径よりも小さな円筒
体状に成形されたコイル保持筒17が遊嵌状態で挿入さ
れており、上下方向へ移動可能になされている。このコ
イル保持筒17の天井部の周縁部には半径方向外方へ突
出された係合部33が形成されており、この係合部33
が上記電磁コイル31の上方にて形成された段部34に
係合することによりコイル保持筒17の脱落を防止して
いる。そして、上記電磁コイル31に対向するコイル保
持筒外面には、磁性体、例えば鉄板35が設けられてお
り、必要に応じて上記電磁コイル31に通電することに
よりその時の位置でコイル保持筒17を支持筒32側へ
固定し得るように構成される。この鉄板35は、上述の
ようにコイル保持筒17の固定及び開放を磁力で行うた
めにコイル保持筒17の材質が磁性体でない場合に特に
必要となり、従って、コイル保持筒17の材質が磁性体
の場合には設けなくてもよい。
The micrometer 19 is attached to a support base 26, and its expansion / contraction shaft 27 is provided penetrating downward. The micrometer 19 is provided with a scale 28 for adjusting the amount of movement of the telescopic shaft 27 with high precision. At the tip of the expandable shaft 27,
The upper end of the tubular support tube 32, which is open at the bottom, has the screw 2
It is firmly attached and fixed by 9 or the like. An electromagnetic coil 31 having a fixed core 30 formed along the circumferential direction is provided at the lower end of the support cylinder 32. In the hollow portion of the support cylinder 32, a coil holding cylinder 17 formed in a cylindrical shape having a smaller inner diameter than the inner diameter is inserted in a loosely fitted state, and is movable in the vertical direction. An engaging portion 33 protruding outward in the radial direction is formed on the peripheral portion of the ceiling portion of the coil holding cylinder 17, and the engaging portion 33 is formed.
By engaging with the stepped portion 34 formed above the electromagnetic coil 31, the coil holding cylinder 17 is prevented from falling off. A magnetic body, for example, an iron plate 35 is provided on the outer surface of the coil holding cylinder facing the electromagnetic coil 31, and the coil holding cylinder 17 is moved to the current position by energizing the electromagnetic coil 31 as needed. It is configured to be fixed to the support cylinder 32 side. The iron plate 35 is necessary especially when the material of the coil holding cylinder 17 is not a magnetic material in order to fix and open the coil holding cylinder 17 by magnetic force as described above. Therefore, the material of the coil holding cylinder 17 is made of a magnetic material. In the case of, it may not be provided.

【0013】一方、コイル保持筒17の中空部の先端開
口部近傍には、磁性体よりなる中空円筒体状のコア14
が上記荷重計測部18に、伸びが少ないチラノ繊維等よ
りなるリード線36により吊り下げられており、コア1
4の下端部がコイル保持筒17の下端開口部より僅かな
量だけ下方へ突き出るようにリード線36の長さは設定
されている。そして、このコア14を取り囲むコイル保
持筒17の下端部には、その周方向に沿って差動トラン
スを構成するようにその巻回方向が途中で逆方向になさ
れたコイル13が設けられており、差動トランス15を
構成している。従って、コア14の上下方向への僅かな
機械的移動乃至変位量は電気信号に変換されて差動トラ
ンス15の出力変動として精度良く検出されることにな
る。
On the other hand, a hollow cylindrical core 14 made of a magnetic material is provided in the vicinity of the distal end opening of the hollow portion of the coil holding cylinder 17.
Is hung from the load measuring unit 18 by a lead wire 36 made of Tyranno fiber or the like having a small elongation.
The length of the lead wire 36 is set so that the lower end portion of 4 protrudes downward from the lower end opening of the coil holding cylinder 17 by a slight amount. At the lower end of the coil holding cylinder 17 that surrounds the core 14, there is provided a coil 13 whose winding direction is reversed in the middle so as to form a differential transformer along the circumferential direction. , A differential transformer 15 is configured. Therefore, a slight mechanical movement or displacement of the core 14 in the vertical direction is converted into an electric signal and accurately detected as an output fluctuation of the differential transformer 15.

【0014】そして、このコア14の下端部には、点接
触時の摩擦摩耗測定を行うために球状になされた検体2
0が僅かに下方向へ突出させて完全に固定されており、
測定時にディスク11と接触し得るようになされてい
る。そして、この中空コア14内には、測定時にディス
クに対して所定の押付力を得るためのおもり37が収容
されている。このおもり37の重さは、必要に応じて任
意の値に設定し得る。また、検体20としてはプラスチ
ックやステンレス等の種々の材質で構成されたものが揃
えられており、被検体の材質に応じてコア14を含んだ
検体20を変え得るようになっている。また、上記荷重
計測部18は、コイル保持筒17の天井部を遊嵌状態で
貫通した支持アーム38を備えた計測台39を有してお
り、この計測台39と天井部との間に、荷重計、例えば
ストレンゲージ40が設けられており、この計測台39
に付与される荷重の重量を正確に計測し得るように構成
されている。
At the lower end of the core 14, a spherically shaped specimen 2 for measuring frictional wear during point contact is used.
0 projects slightly downward and is completely fixed,
It is adapted to come into contact with the disk 11 during measurement. A weight 37 is provided in the hollow core 14 for obtaining a predetermined pressing force against the disc during measurement. The weight of the weight 37 can be set to any value as needed. As the specimen 20, various specimens made of various materials such as plastic and stainless are prepared, and the specimen 20 including the core 14 can be changed according to the material of the specimen. Further, the load measuring unit 18 has a measuring table 39 having a support arm 38 penetrating the ceiling portion of the coil holding cylinder 17 in a loosely fitted state, and between the measuring table 39 and the ceiling portion, A load gauge, for example, a strain gauge 40 is provided, and this measuring stand 39
It is configured so that the weight of the load applied to can be accurately measured.

【0015】このような装置の概略回路構成は、図3に
示すようになされ、差動トランス15の相互に逆方向に
巻回されたコイル13の出力は増幅器41を介して、例
えばマイクロコンピュータ等よりなる制御部42に接続
されている。この制御部42には、装置を動作させるプ
ログラムが記憶されたROM43や必要なデータを記憶
するRAM44が接続されると共に前記ストレンゲージ
40の出力も接続されている。また、この制御部42に
は、試料テーブル12を移動させる回転モータ21やX
・Y方向移動テーブル23、25を移動させるモータ
(図示せず)を駆動するドライバ45が接続され、これ
に駆動信号を出力するようになっている。尚、図示例に
あっては、回転モータ21のドライバ45のみを記す。
更に、この制御部42には、測定結果を記録するための
記録部46が接続されると共にストレンゲージ40の値
を示す表示部47が接続されている。尚、図示されてい
ないが、電磁コイル31をオンオフするための駆動系も
この制御部42に接続されている。
The schematic circuit configuration of such a device is as shown in FIG. 3, and the outputs of the coils 13 of the differential transformer 15 wound in mutually opposite directions are output via an amplifier 41, for example, a microcomputer or the like. Is connected to the control unit 42. A ROM 43 storing a program for operating the apparatus and a RAM 44 storing necessary data are connected to the control unit 42, and an output of the strain gauge 40 is also connected. Further, the control unit 42 includes a rotary motor 21 for moving the sample table 12 and an X motor.
A driver 45 that drives a motor (not shown) that moves the Y-direction moving tables 23 and 25 is connected to output a drive signal. In the illustrated example, only the driver 45 of the rotary motor 21 is shown.
Further, a recording unit 46 for recording the measurement result is connected to the control unit 42, and a display unit 47 showing the value of the strain gauge 40 is connected. Although not shown, a drive system for turning on / off the electromagnetic coil 31 is also connected to the control unit 42.

【0016】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について図4も参照しつつ説明する。まず、図4
(A)に示すように電磁コイル31に通電することによ
り支持筒32とこの中空部に挿入したコイル保持筒17
を電磁力により相互に固定し、この状態でマイクロメー
タ19を動かすことにより支持筒32及びこれに固定さ
れるコイル保持筒17を上方に持ち上げてコア14の下
端部もディスク11より浮かせた状態にし、この時の全
体荷重をストレンゲージ40により計測し、この値はR
AM44に記憶される。この時の荷重は、計測台39、
検体20、コア14及びおもり37の全体荷重となる。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. First, FIG.
As shown in (A), by energizing the electromagnetic coil 31, the support cylinder 32 and the coil holding cylinder 17 inserted in this hollow portion are provided.
Are mutually fixed by an electromagnetic force, and by moving the micrometer 19 in this state, the support cylinder 32 and the coil holding cylinder 17 fixed to this are lifted upward so that the lower end of the core 14 is also floated above the disk 11. , The total load at this time is measured by the strain gauge 40, and this value is R
It is stored in AM44. The load at this time is measured by the measuring table 39,
It becomes the total load of the specimen 20, the core 14, and the weight 37.

【0017】次に、図4(B)に示すように電磁コイル
31をオフすることにより支持筒32とコイル保持筒1
7との結合を断ってフリーの状態とし、マイクロメータ
19を手動で動かすことによりコイル保持筒17の下端
部及びコア14の下部の検体20がディスク11と接触
してリード線36がたるんでフリーの状態になるまで支
持筒32を降下させ、この状態でストレンゲージ40に
より荷重を測定して、RAM44に記憶する。この測定
値は、計測台39の自重となり、先に測定した全体荷重
から計測台39の自重を差し引いて、後工程において被
検体であるディスク11に加わる荷重、すなわちコア1
4と、検体20とおもり37の全体荷重を求める。尚、
この演算は、制御部42にて行われる。
Next, as shown in FIG. 4 (B), the electromagnetic coil 31 is turned off to turn the support cylinder 32 and the coil holding cylinder 1 into contact with each other.
When the micrometer 19 is manually moved by disconnecting the connection with the probe 7, the specimen 20 at the lower end of the coil holding cylinder 17 and the lower portion of the core 14 comes into contact with the disk 11 and the lead wire 36 sags, so that the sample is free. The support cylinder 32 is lowered until the state becomes, and in this state, the load is measured by the strain gauge 40 and stored in the RAM 44. This measured value becomes the self-weight of the measuring table 39, and the self-weight of the measuring table 39 is subtracted from the total load previously measured to obtain the load applied to the disk 11 as the object in the subsequent process, that is, the core 1.
4, the total load of the specimen 20 and the weight 37 is calculated. still,
This calculation is performed by the control unit 42.

【0018】次に、図4(C)に示すように間隙摩擦摩
耗測定を行う。すなわち、電磁コイル31に通電するこ
とにより支持筒32とコイル保持筒17を結合し、マイ
クロメータ19を手動で操作することによりコイル保持
筒17を徐々に上昇させて、表示部47の値を注視しつ
つこの値が先の図4(B)に示す操作で求めた被検体に
加わる荷重と計測台39の自重の和になるようにリード
線36を張るまでコイル保持筒17及びコア14を引き
上げる。この時、ディスク11に付与される荷重は限り
なくゼロに近く、球状の検体20は点接触状態となり、
ディスク11との間は非常に小さい間隙となる。尚、こ
の時、コイル保持筒17の下端部はディスク11から完
全に離れている。
Next, as shown in FIG. 4 (C), the gap friction wear measurement is performed. That is, by energizing the electromagnetic coil 31, the support cylinder 32 and the coil holding cylinder 17 are coupled, and by manually operating the micrometer 19, the coil holding cylinder 17 is gradually raised and the value of the display unit 47 is watched. At the same time, the coil holding cylinder 17 and the core 14 are pulled up until the lead wire 36 is stretched so that this value becomes the sum of the load applied to the subject obtained by the operation shown in FIG. 4B and the own weight of the measuring table 39. . At this time, the load applied to the disk 11 is very close to zero, and the spherical specimen 20 is in a point contact state,
There is a very small gap with the disk 11. At this time, the lower end of the coil holding cylinder 17 is completely separated from the disc 11.

【0019】この状態で、各テーブルのドライブを駆動
してディスク11をX・Y方向或いは回転方向へ移動さ
せることによりディスク11面に予め塗布されている潤
滑剤等の間隙摩擦摩耗、すなわち境界潤滑による境界摩
擦及び流体潤滑による流体摩擦を測定する。ディスク1
1面に潤滑剤が含浸されている場合にはその潤滑性等を
測定する。この測定にあたっては、摩擦摩耗値及びこの
変位は検体20を介してコア14の上下方向への機械的
変位となり、この結果、センサ部16を構成する差動ト
ランス15のコイル13から電圧乃至位相の変化となっ
て表れ、電気信号の変化に変換される。この信号は、増
幅器41を介して制御部42へ入力され、ここで所定の
演算処理がなされた後、結果が記録部46等に記録され
ることになる。
In this state, the drive of each table is driven to move the disk 11 in the X and Y directions or in the rotational direction, so that the surface of the disk 11 is preliminarily coated with a lubricant or the like, which is a gap friction wear, that is, a boundary lubrication. Boundary friction due to and fluid friction due to fluid lubrication are measured. Disk 1
When one surface is impregnated with a lubricant, its lubricity and the like are measured. In this measurement, the frictional wear value and this displacement are mechanical displacements of the core 14 in the vertical direction via the specimen 20, and as a result, the voltage or phase of the coil 13 of the differential transformer 15 constituting the sensor unit 16 is changed. It appears as a change and is converted into a change in the electric signal. This signal is input to the control unit 42 via the amplifier 41, where after the predetermined arithmetic processing is performed, the result is recorded in the recording unit 46 or the like.

【0020】また、測定時においては差動トランス構造
の磁力により検体20及びコア14の水平方向への移動
は規制されるので、試料テーブル12が移動しても検体
20等が横振れすることがない。また、ストレンゲージ
40を注視しつつマイクロメータ19を微調整すること
により低荷重で微小量の摩擦摩耗を精度良く検出するこ
とが可能となる。次に、すべり摩擦摩耗測定を行う。す
なわち上記した間隙摩擦摩耗測定の状態から図4(D)
に示すようにマイクロメータ19を操作することにより
コイル保持筒17を次第に下方へ移動させてストレンゲ
ージ40の値が計測台39の自重量となるまで降下さ
せ、検体20を完全にディスク11面に接触させて、リ
ード線36をたわませてフリー状態とする。この時、コ
イル保持筒17の下端部はディスク面から離れていてこ
れと接触しないような状態とする。この場合、ディスク
面には、コア14と検体20とおもり37の総重量が付
与されている。
Further, during the measurement, the movement of the specimen 20 and the core 14 in the horizontal direction is restricted by the magnetic force of the differential transformer structure, so that the specimen 20 or the like may shake laterally even if the specimen table 12 moves. Absent. Further, by finely adjusting the micrometer 19 while gazing at the strain gauge 40, it becomes possible to accurately detect a minute amount of frictional wear with a low load. Next, a sliding friction wear measurement is performed. That is, from the state of the above-described measurement of the gap friction and wear, FIG.
By operating the micrometer 19 as shown in, the coil holding cylinder 17 is gradually moved downward and lowered until the value of the strain gauge 40 becomes the weight of the measuring table 39, so that the specimen 20 is completely placed on the surface of the disk 11. They are brought into contact with each other and the lead wire 36 is flexed to be in a free state. At this time, the lower end of the coil holding cylinder 17 is set apart from the disk surface so as not to come into contact with it. In this case, the total weight of the core 14, the sample 20, and the weight 37 is applied to the disk surface.

【0021】このような状態において、前述と同様にデ
ィスク11をX・Y方向及び回転方向へ移動させること
によりコア14の上下方向への機械的変位を電気信号の
変位に変換し、すなわち差動トランスの原理により電気
信号を取り出し、すべり摩擦摩耗測定、例えば乾燥摩擦
を測定する。摩擦摩耗の測定に際しては、被検体である
ディスク11を複数回移動させて、それぞれの差動トラ
ンスの出力の変位、変移量を平均化することにより測定
値を求めるのが好ましい。
In such a state, by moving the disk 11 in the X and Y directions and the rotation direction in the same manner as described above, the mechanical displacement in the vertical direction of the core 14 is converted into the displacement of the electric signal, that is, the differential signal. An electrical signal is taken out by the principle of a transformer to measure sliding friction wear, for example, dry friction. When measuring the frictional wear, it is preferable to move the disk 11 as the subject a plurality of times and average the displacements and displacements of the outputs of the respective differential transformers to obtain the measured values.

【0022】また、コア14内のおもり37の重量を変
化させることにより、測定する摩擦の荷重を任意に設定
することができる。また、検体20の材質が異なった複
数のコアを用意してこれを取り代えることにより、材質
の異なる被検体の摩擦摩耗も測定することができ、被検
体の材質に制約されることがない。更に、検体20に温
度センサを組み込んでおけば摩擦摩耗測定時に検体20
と被検体との間で発生する摩擦熱も測定することができ
る。また更に、間隙摩擦摩耗測定とすべり摩擦摩耗測定
を一台の装置で行うことが可能となる。
By changing the weight of the weight 37 in the core 14, the friction load to be measured can be set arbitrarily. Further, by preparing a plurality of cores of different materials for the specimen 20 and replacing them, it is possible to measure the friction and wear of the specimens of different materials, without being restricted by the material of the specimen. Further, if a temperature sensor is incorporated in the sample 20, the sample 20 can be measured when friction and wear are measured.
The frictional heat generated between the object and the subject can also be measured. Furthermore, it becomes possible to perform the gap friction wear measurement and the sliding friction wear measurement with one device.

【0023】尚、上記実施例にあっては、点接触を行う
ために球状の検体20を用いるようにしたが、これに限
定されず、例えば図5に示すように底部が平面状になさ
れた円錐状の検体48を用い、この上部におもり49を
設けるようにしてもよい。これによれば面接触時の摩擦
摩耗測定を行うことが可能となる。また、上記実施例に
あっては、光磁気ディスクの保護コーティング膜の摩擦
摩耗測定を行う場合について説明したが、これに限定さ
れず磁気ディスクの潤滑剤、潤滑性コーティング膜等の
測定、塗装膜の測定、その他どのような材料乃至部材の
摩擦摩耗の測定にも使用することができる。
In the above embodiment, the spherical specimen 20 is used to perform the point contact, but the present invention is not limited to this, and the bottom is flat as shown in FIG. 5, for example. A conical specimen 48 may be used, and a weight 49 may be provided on the upper portion thereof. According to this, it becomes possible to measure frictional wear at the time of surface contact. Further, in the above-mentioned embodiment, the case of performing the frictional wear measurement of the protective coating film of the magneto-optical disk has been described, but the present invention is not limited to this, the measurement of the lubricant of the magnetic disk, the lubricating coating film, the coating film, etc. Can also be used to measure frictional wear of any material or member.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の摩擦摩耗
評価装置によれば次のような優れた作用効果を発揮する
ことができる。荷重計測部により精度良く荷重を計測で
きるので、被検体に正確に荷重を付与することができる
のみならず、低荷重での摩擦摩耗も測定することができ
る。また、移動手段により精度良く高さ調整を行うこと
ができるので、任意の隙間のすべり摩擦摩耗を測定する
ことができる。更に、センサ部に差動トランスを用いる
ようにしたので、摩擦摩耗を精度良く測定できるのみな
らず、この微小変化量も検出することができる。また、
従来装置と比較して小型化でき、比較的安価に提供する
ことができる。
As described above, according to the friction / wear evaluation apparatus of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited. Since the load can be accurately measured by the load measuring unit, not only the load can be accurately applied to the subject, but also friction and wear under a low load can be measured. Further, since the height can be adjusted with high accuracy by the moving means, it is possible to measure the sliding friction wear of an arbitrary gap. Further, since the differential transformer is used for the sensor unit, not only the friction and wear can be accurately measured but also this minute change amount can be detected. Also,
The size can be reduced as compared with the conventional device, and the device can be provided at a relatively low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る摩擦摩耗評価装置の主要部を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a friction and wear evaluation apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る摩擦摩耗評価装置の全体を示す一
部断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the entire frictional wear evaluation apparatus according to the present invention.

【図3】図2に示す装置の概略回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of the device shown in FIG.

【図4】本発明の評価装置の動作を示す動作説明図であ
る。
FIG. 4 is an operation explanatory view showing the operation of the evaluation device of the present invention.

【図5】本発明の評価装置に用いる検体の変形例を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the sample used in the evaluation apparatus of the present invention.

【図6】従来の摩擦摩耗評価装置の計測原理を示す原理
図である。
FIG. 6 is a principle diagram showing a measurement principle of a conventional friction and wear evaluation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…摩擦摩耗評価装置、11…ディスク(被検体)、
12…試料テーブル(試料台)、13…コイル、14…
コア、15…差動トランス、16…センサ部、17…コ
イル保持筒(コイル保持体)、18…荷重計測部、19
…マイクロメータ(移動手段)、20…検体、32…支
持筒、36…リード線、37…おもり、39…計測台、
40…ストレンゲージ。
10 ... Friction and wear evaluation device, 11 ... Disk (subject),
12 ... Sample table (sample table), 13 ... Coil, 14 ...
Core, 15 ... Differential transformer, 16 ... Sensor part, 17 ... Coil holding cylinder (coil holding body), 18 ... Load measuring part, 19
... Micrometer (moving means), 20 ... Sample, 32 ... Support tube, 36 ... Lead wire, 37 ... Weight, 39 ... Measuring stand,
40 ... Strain gauge.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G01N 19/02 Z 2107−2J Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location // G01N 19/02 Z 2107-2J

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体を載置して水平面内に移動可能に
なされた試料台と、コイルと移動可能になされたコアを
有する差動トランスよりなるセンサ部と、前記センサ部
の前記コイルを保持するコイル保持体と、前記コイル保
持体に設けられ、前記センサ部のコアを吊り下げ可能に
支持する荷重計測部と、前記コイル保持体を前記試料台
に向けて移動可能とする移動手段と、前記コアに設けら
れ、前記被検体と接触する検体とよりなることを特徴と
する摩擦摩耗評価装置。
1. A sample stage on which a subject is placed and is movable in a horizontal plane, a sensor section including a differential transformer having a coil and a movable core, and the coil of the sensor section. A coil holder for holding, a load measuring part provided on the coil holder for supporting the core of the sensor part in a suspendable manner, and a moving means for moving the coil holder toward the sample stage. A friction / wear evaluation apparatus comprising: a sample provided on the core and in contact with the subject.
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