(57)【要約】【課題】試験信頼性が高く、簡単な構造からなる摩擦摩耗試験機の提供を目的とする。【解決手段】試験片を保持するホルダー部と、前記試験片に摺接する摩擦部材とを備え、前記試験片と前記摩擦部材とを相対的に往復運動又は回転運動させるための運動機構と、前記試験片と前記摩擦部材との摺接状態と離間状態とを機械的に切り換えるための切換機構とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を保持するホルダー部と、前記試験片に摺接する摩擦部材とを備え、
前記試験片と前記摩擦部材とを相対的に往復運動又は回転運動させるための運動機構と、
前記試験片と前記摩擦部材との摺接状態と離間状態とを機械的に切り換えるための切換機構とを有することを特徴とする摩擦摩耗試験機。
【請求項２】
前記切換機構は倣い機構又はカム機構であることを特徴とする請求項１記載の摩擦摩耗試験機。
【請求項３】
摩擦係数の計測手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の摩擦摩耗試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の摩擦摩耗試験機に関し、特に摩擦面の潤滑切れ防止構造に係る。
【背景技術】
【０００２】
材料の摩擦摩耗試験は、試験片を相手面に押し当て相対運動させる摩耗試験であるが、摩擦面を無潤滑で行う乾式と、摩擦面に水，油等の潤滑剤を供給して行う湿式とがある。
一般的に乾式は、摩擦面の摩耗が安定しない。
これに対して、潤滑性液体を用いた潤滑下の湿式摩擦試験では、摩擦面の異常発熱を抑え、摩耗量の再現性が高い。
しかし、従来の摩擦摩耗試験では試験片を相手面に常に接触させた状態で、相対的な往復運動又は回転運動させるために摩擦面から潤滑剤が排除され、枯渇潤滑状態になりやすく、再現性の高い正しい摩耗試験結果が得られない課題があった。
【０００３】
特許文献１には、摩擦係数測定装置ではあるものの、第５図に案内板１９に設けられたパターン設定カム２０ｂを有するスライド面のパターン設定構造を開示する。
しかし、同公報の第３図を見ると明らかなように、両側の支柱１６ａ，１６ｂに門構え状に固定されたガイドシャフト１５ａ，１５ｂに固定した本体支柱１４を有し、この本体支柱１４に対して上下動するアーム１０に、摩擦係数を測定するための工具３が固定されている。
このことから、工具３はパターン設定カム２０ｂに沿って直接上下動するものではなく、このパターン設定カム２０ｂの形状をセンサー等にて検出し、その電気信号によりベロフラムシリンダーが伸縮するものと認められ、機械的に直接接触パターンを制御するものではなく、電気的な複雑な制御である。
よって、上下の機械的構造も複雑となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６３−９０１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、試験信頼性が高く、簡単な構造からなる摩擦摩耗試験機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る摩擦摩耗試験機は、試験片を保持するホルダー部と、前記試験片に摺接する摩擦部材とを備え、前記試験片と前記摩擦部材とを相対的に往復運動又は回転運動させるための運動機構と、前記試験片と前記摩擦部材との摺接状態と離間状態とを機械的に切り換えるための切換機構とを有することを特徴とする。
【０００７】
ここで、摺接状態と離間状態とを機械的に切り換えるとは、電気的駆動部を有することなく、その相互の機械的要素の接触又は離間により、試験片と摩擦部材とが接触状態と離間状態とに切り換わることをいう。
例えば、切換機構は倣い機構又はカム機構である例が挙げられる。
ここで倣い機構とは、一方の機械的要素に設けた案内部（ガイド部）に沿って、他方の機械的要素が移動することをいう。
【０００８】
本発明においては、摩擦係数の計測手段を有してもよく、その場合には摩擦力を測定する部位に影響がない位置に前記切換機構を有しているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、試験片と摩擦部材との接触面が簡便に且つ機械的に分離（離間）と接触を繰り返すので、分離状態のときに潤滑剤がその濡れ性等により摩擦面に供給されるので、安定した摩耗試験結果が得られる。
切換機構として倣い部材，カム等を用いた場合に、これらの形状，設置位置を変えることで、潤滑剤の供給タイミングを簡便に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る摩擦摩耗試験機の構造例を示す。
【図２】摩擦部の拡大図を示す。
【図３】往復運動の動きを示し、（ａ）は試験片が摩擦部材に摺接した状態、（ｂ）は離間した状態を示す。
【図４】転がり摩耗の例を示す。
【図５】ピンオンディスク摩耗の例を示す。
【図６】リングオンディスク摩耗の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明を適用した往復運動式摩擦摩耗試験機の構造例を示す。
図２は、摩擦部の拡大図を示す。
往復運動する部分は、ベース部１１の上部側にスライド１２を設けてある。
ベース部１１とスライド１２との間には、一方にＬＭレール，他方にＬＭブロック等、公知のＬＭガイド機構が採用されており、ベース部１１内に駆動部を有する。
スライド１２には、摩擦部材２１を取り付けるための取付部１３を有し、この取付部１３の摩擦部材２１の取り付け位置から離れた位置に、機械要素としての倣い部材３２を固定した固定部３１をこの取付部１３の側面に連結してある。
ここで摩擦部材２１は、試験片２２の摩耗量を評価するための相手材である。
【００１２】
往復運動しない部分は、２本の支柱１９を立設し、この支柱１９の上部に設けた左右一対のシャフト受け部１９ａ間に架け渡すように、支持シャフト１６ａを回動自在に装着してある。
支持シャフト１６ａの中央部には、ブロック状の支持部１６を固定連結してある。
支持部１６の両側から水平方向に延在させた一対の弾性材からなる摩擦力検出部１７を取り付け、この一対の摩擦力検出部１７の他端側にホルダー部１４を連結してある。
ホルダー部１４の下部には、図２，３に示すように試験片装着部１４ａを設け、試験片２２を着脱できるようになっている。
支持部１６から摩擦力検出部１７に影響を与えないように、ウエイト保持部１５を延在させてあり、試験片２２に摩擦部材２１に向けて所定の押圧荷重がかかるようにウエイト１５ａを装着できるようになっている。
本実施例は、ピン部１５ｂにした例になっている。
試験片２２の装着位置から離れた位置に、機械要素である摺動部材としてのベアリング３３を支持部１６側からあるいは、ウエイト保持部１５側を介して取り付けてある。
これによりホルダー部１４は、支持シャフト１６ａを回動中心として上下方向に回動自在になっている。
そこで本実施例は、ウエイト１５ａを載せない状態ではホルダー部１４及びウエイト保持部１５が水平状態になるように、バランサー１８を図１では支持部の裏面側（ホルダー部の反対側）に、バランス調整可能に取り付けた例になっている。
これにより、ウエイト１５ａの重さがそのまま試験片への荷重となる。
また、摩擦力検出部１７には図示を省略した、歪みゲージを取り付けることで、試験片２２が摩擦部材２１の表面を摺接移動しはじめ、あるいは摺接移動中の水平方向の力（摩擦力）を検出することができ、ウエイト１５ａの値から静摩擦係数，動摩擦係数等が測定できる。
【００１３】
次に、図３に基づいて摩擦摩耗試験機の動きを説明する。
図３（ａ）の状態では、ホルダー１４の試験片装着部１４ａに装着した試験片２２には、ウエイト１５ａの荷重が負荷された状態で摩擦部材２１に接触し、スライド１２の左右方向の往復運動により、この摩擦部材２１も往復運動する。
図３では分かりやすくするために取付部１３を省略して、摩擦部材２１を模式的に表現してあるが、手前側に試験片２２と摩擦部材２１が位置し、その奥側に少し離れて倣い部材３２とベアリング３３とが位置している。
本実施例では、摩擦部材２１の形状を逆台形にて表現してあるが、これに限定されるものではない。
図３（ａ）の状態から摩擦部材２１が左側に移動すると、図３（ｂ）に示すようにベアリング３３が倣い部材３２の外側方向が上側に位置する傾斜面（倣い面）３２ａに沿って上昇し、これに伴い試験片２１の摩擦面が摩擦部材２１の表面から離れ、この間に潤滑剤がその濡れ性により、摩擦部材２１の摩擦部に供給される。
図３（ｂ）が往路とすると、次の復路の工程にてベアリング３３が倣い部材３２から離れ、試験片２２の摩擦面は潤滑剤が供給された摩擦部材２１の表面に接触する。
よって、試験片２２と摩擦部材２１とが接触と離間を繰り返しながら往復運動することになり、摩耗試験の信頼性が向上する。
なお、本実施例は摩擦部材が往復運動した例になっているが、試験片側が往復運動してもよい。
【００１４】
本発明は、往復運動摩擦摩耗試験に限定されるものではなく、図４は転がり摩耗試験に適用した例である。
摩擦部材１２１と試験片１２２とが回転しながら相互に接触する摩耗試験方法であるが、摩擦部材と試験片との一方に、同軸上にカム１３２と他方に同軸上のベアリング等の摺動部材１３３とを設けることで、２つの回転体が接触と離間を繰り返す。
図５は、ピンオンディスクタイプであり、ディスク側の外周部に沿ってカム２３２を設け、試験片２２２を装着したホルダー１１４側にカム形状に沿って上下方向に移動する摺動部材２３３を設けた例である。
図６は、リングオンディスクタイプを示し、回転するディスク３２１の表面にカム部３３２を取り付けることで、試験片３２２を摺動部材（ベアリング）３３３と連動させ、接触と離間を繰り返すようにした例である。
このように本発明は、各種構造の摩擦摩耗試験機に適用できる。
【符号の説明】
【００１５】
１１      ベース部
１２      スライド
１３      取付部
１４      ホルダー部
１５      ウエイト保持部
１５ａ    ウエイト部
１６      支持部
１６ａ    支持シャフト
１７      摩擦力検出部
１８      バランサー
１９      支柱
１９ａ    シャフト受け部
２１      摩擦部材
２２      試験片
３１      固定部
３２      倣い部材
３３      ベアリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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