(57)【要約】【課題】摩擦面の面圧を均一に設定して信頼性の高いデータを得ることができる摩耗試験片及び摩耗試験機の提供。【解決手段】この試験片１１は、筒状部２８とフランジ部２９を備える。試験片１１に試験片１２が対向配置されている。フランジ部２９は、筒状部２８から径方向外方へ張り出している。フランジ部２９の外周面３２にキー溝２４が設けられている。このキー溝２４に駆動部１５のキー２２が係合し、回転トルクが筒状部２８に付与される。駆動部１５は、試験片１１を試験片１２にスライドさせる。４つのキー溝２４が、フランジ部２９の周方向に均等に配置されている。キー溝２４の深さは、フランジ部２９に付与される回転トルクが筒状部２８に付与される押付力に影響を与えないように設定されている。【選択図】図１
2011053072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラストシリンダ方式の摩耗試験に供される摩耗試験片であって、
一端面及び摺動面である他端面を有する筒状部と、
上記一端面に設けられたフランジ部と、
上記フランジ部の外周縁部に設けられ、上記筒状部の中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させるための回転力が付加されるトルク受け部とを備えた摩耗試験片。
【請求項２】
複数のトルク受け部が上記フランジ部の周方向に均等に配置されている請求項１に記載の摩耗試験片。
【請求項３】
上記トルク受け部は、上記フランジ部の外周面から径方向に切り込まれた切欠凹部からなり、
当該切欠凹部の切込深さｓと、上記筒状部の外径ｄ１と、上記フランジ部の外径ｄ２と、上記フランジ部の肉厚ｔとの間に、
ｔ＋ｓ≦（ｄ２−ｄ１）／２
の関係が成立している請求項１又は２に記載の摩耗試験片。
【請求項４】
上記フランジ部のうち上記トルク受け部が設けられた部位の肉厚は、その余の部位の肉厚よりも薄く設定されている請求項１から３のいずれかに記載の摩耗試験片。
【請求項５】
スラストシリンダ方式の摩耗試験を実施するための摩耗試験機であって、
一端面及び他端面を有する筒状部、上記一端面に設けられたフランジ部、及び上記フランジ部の外周縁部に設けられ、上記筒状部の中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させるための回転力が付加されるトルク受け部を備えた摩耗試験片を保持するホルダと、
上記筒状部の他端面が摺動面となるように上記ホルダを上記筒状部の中心軸に沿って移動させると共に当該中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させる駆動機構とを有し、
上記ホルダは、
上記筒状部の一端面が支持されるベース部と、
当該ベース部に設けられ、上記筒状部を所定の保持力で保持すべく当該筒状部と嵌合する主軸部と、
上記ベース部に設けられ、上記フランジ部に設けられたトルク受け部に係合して上記駆動機構の回転力を伝達するトルク伝達部とを備えている摩耗試験機。
【請求項６】
上記ベース部は、上記トルク受け部との間に隙間を生じさせるための段差が設けられることにより上記筒状部を支持する座部が形成されている請求項５に記載の摩耗試験機。
【請求項７】
スラストシリンダ方式の摩耗試験方法であって、
一端面及び摺動面である他端面を有する筒状部を備えた摩耗試験片が保持され、
当該筒状部の中心軸が直交する所定の面に上記他端面が押圧されるように、当該筒状部を当該中心軸に沿って上記所定の面の方に移動されると共に、
上記筒状部の外周面よりも径方向外側の部位を作用点として当該筒状部に回転トルクを与えることにより上記筒状部を回転させる摩耗試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、材料の摩耗特性を調べるための摩耗試験機の構造及び摩耗試験方法に関するものである。また、この発明は、摩耗試験に供される摩耗試験片の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機械設計においてトライボロジーはきわめて重要であって、トライボロジーを無視した最適設計はあり得ない。機械装置は、通常、複数の部材が組み合わされて構成されるが、トライボロジーの考え方のもと、各部材を構成する材料は、当該部材の機能に応じて最適なものが選択される。各部材の設計において最適材料が選択されるためには、採用される材料の機械的強度のほか摩擦・摩耗特性が把握されている必要がある。従来から、材料の摩擦・摩耗特性を調べるための摩耗試験機が提供されている（たとえば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００３】
ところで、機械装置を構成する部材に要求される機能はさまざまである。したがって、要請される形状、付加される荷重、温度・圧力等の環境条件も部材によって異なる。そのため、日本工業規格（ＪＩＳ）では、摩耗試験において試料部材に課せられる摩擦条件について複数の態様を規定している。たとえば、すべり軸受の焼付荷重の評価などに適用される摩耗試験では、スラストシリンダ方式と称される試験が実施される（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８：特許文献１参照）。その他、ブロックオンリング方式（特許文献２参照）やピンブロック方式（特許文献３参照）と称される摩耗試験もある。
【０００４】
図６は、従来のスラストシリンダ方式の摩耗試験の要領を示す図である。
【０００５】
同図が示すように、スラストシリンダ方式では、一対の試料部材１、２が対向配置される。各試料部材１、２は円筒状に形成され、一端面同士が当接される。各試料部材１、２の他端面３、４に切欠部５、６が設けられ、図示されていない治具が切欠部５、６のそれぞれに係合する。一方の治具（切欠部５に係合した治具）は固定され、他方の治具（切欠部６に係合した治具）が回転される。当該他方の治具は、試料部材２の中心軸７を回転軸として回転する。これにより、各試料部材１、２の一端面同士が周方向に擦れ合う。この一端面同士が擦れ合うことによる摩耗量やｐｖ値が測定され、各測定値に基づいて当該試料部材１、２の摩擦・摩耗特性が把握される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０１４５９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２３０１号公報
【特許文献３】特開２００１−９１４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この試験に際して、他方の治具は、所要の駆動機構によって一方の治具側へ一定の押圧力で押し付けられると共に、他方の治具の回転力（トルク）が上記切欠部６を作用点として試料部材２に付加される。従来のスラストシリンダ方式の摩耗試験では、上記切欠部５、６は、試料部材１、２に上記トルクを付加するために必要であるが、これら切欠部５、６が設けられているために、試料部材１、２の一端面同士が周方向に対して均一に圧接されない。つまり、試料部材１、２の一端面のうち上記切欠部５、６に対応する位置では、上記一端面の面圧が低下し、いわゆる「偏当たり」状態となる。したがって、試料部材１、２の一端面の面圧が均一ではない状態で得られた上記各測定値は、試験データとして取り扱うには問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、面圧を均一に設定して高精度の摩耗試験を実施することができる摩耗試験片及び摩耗試験機を提供すること、並びにそのような高精度な摩耗試験を実施するための摩耗試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(1) 本発明に係る摩耗試験片は、スラストシリンダ方式の摩耗試験に供される摩耗試験片であって、一端面及び摺動面である他端面を有する筒状部と、上記一端面に設けられたフランジ部と、上記フランジ部の外周縁部に設けられ、上記筒状部の中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させるための回転力が付加されるトルク受け部とを備えている。
【００１０】
この摩耗試験片は、スラストシリンダ方式の摩耗試験を受ける。すなわち、筒状部の他端面が摺動面として所定の面と摺動され、摩耗量やｐｖ値が測定される。この所定の面とは、上記筒状部の他端面が摺動するために特別に設けられた部材の表面であってもよいし、当該摩耗試験片に対向配置された他の摩耗試験片の他端面であってもよい。
【００１１】
上記筒状部が所要の保持手段により保持され、上記トルク受け部に所定の回転力が付与される。これにより、上記筒状部が上記所定の面に所定の押付力で押し付けられた状態で回転する。上記トルク受け部は、上記フランジ部の外周縁部に設けられているから、上記筒状部に上記押付力が付与された場合であっても、上記トルク受け部の存在が上記押付力の変動に影響を与えない。すなわち、上記他端面の面圧は均一となる。
【００１２】
(2) 複数のトルク受け部が上記フランジ部の周方向に均等に配置されているのが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、上記筒状部に対して周方向に均等にトルクが作用する。したがって、上記摺動面の面圧はより均一になる。
【００１４】
(3) 上記トルク受け部は、上記フランジ部の外周面から径方向に切り込まれた切欠凹部からなるのが好ましい。当該切欠凹部の切込深さｓと、上記筒状部の外径ｄ１と、上記フランジ部の外径ｄ２と、上記フランジ部の肉厚ｔとの間に、ｔ＋ｓ≦（ｄ２−ｄ１）／２の関係が成立しているのが好ましい。
【００１５】
この構成では、トルク受け部の構造が簡単であり、摩耗試験片の製造が容易である。また、上記寸法的関係が設定されることにより、上記筒状部に付加されるトルクが上記押付力に影響を及ぼすことがない。したがって、上記摺動面の面圧がいっそう均一になる。
【００１６】
(4) 上記フランジ部のうち上記トルク受け部が設けられた部位の肉厚は、その余の部位の肉厚よりも薄く設定されているのが好ましい。
【００１７】
この構成では、上記トルク受け部が設けられた部位とその余の部位との間に隙間が形成されることになる。したがって、上記トルクが付与される部分は、上記押付力が付与される部分と空間的に分離されることになるので、上記トルクが上記押付力に与える影響は、きわめて小さくなる。その結果、上記摺動面の面圧は、なおいっそう均一になる。
【００１８】
(5) 本発明に係る摩耗試験機は、スラストシリンダ方式の摩耗試験を実施するための摩耗試験機であって、一端面及び他端面を有する筒状部、上記一端面に設けられたフランジ部、及び上記フランジ部の外周縁部に設けられ、上記筒状部の中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させるための回転力が付加されるトルク受け部を備えた摩耗試験片を保持するホルダと、上記筒状部の他端面が摺動面となるように上記ホルダを上記筒状部の中心軸に沿って移動させると共に当該中心軸を回転中心として当該筒状部を回転させる駆動機構とを有し、上記ホルダは、上記筒状部の一端面が支持されるベース部と、当該ベース部に設けられ、上記筒状部を所定の保持力で保持すべく当該筒状部と嵌合する主軸部と、上記ベース部に設けられ、上記フランジ部に設けられたトルク受け部に係合して上記駆動機構の回転力を伝達するトルク伝達部とを備えている。
【００１９】
この摩耗試験機では、ホルダが摩耗試験片を保持する。具体的には、摩耗試験片の筒状部の一端面がホルダのベース部に支持される。このとき、ホルダの主軸部が上記筒状部と嵌合し、摩耗試験片がホルダに保持される。また、ホルダのトルク伝達部が上記フランジ部に設けられたトルク受け部に係合し、この状態で駆動機構が上記筒状部を中心軸に沿って移動させつつ当該中心軸を回転中心として回転させる。これにより、筒状部の他端面が所定の面に一定の押圧力で押し付けられて摺動し、摩耗量やｐｖ値が測定される。
【００２０】
上記トルク受け部は、上記フランジ部の外周縁部に設けられているから、上記筒状部に上記押付力が付与された場合であっても、上記トルク受け部の存在が上記押付力の変動に影響を与えない。すなわち、上記他端面の面圧は均一となる。なお、上記所定の面とは、上記筒状部の他端面が摺動するために特別に設けられた部材の表面であってもよいし、当該摩耗試験片に対向配置された他の摩耗試験片の他端面であってもよい。
【００２１】
(6) 上記ベース部は、上記トルク受け部との間に隙間を生じさせるための段差が設けられることにより上記筒状部を支持する座部が形成されているのが好ましい。
【００２２】
この構成では、上記筒状部は上記座部に載置される。この状態で、上記フランジ部に設けられたトルク受け部と上記ベース部との間に隙間が形成されるから、フランジ部の回転力が付与される部分は、筒状部に上記押付力が付与される部分と空間的に分離される。したがって、上記回転力が上記押付力に与える影響はきわめて小さくなり、その結果、上記摺動面の面圧は、いっそう均一になる。
【００２３】
(7) 本発明に係る摩耗試験方法は、スラストシリンダ方式の摩耗試験方法であって、一端面及び摺動面である他端面を有する筒状部を備えた摩耗試験片が保持され、当該筒状部の中心軸が直交する所定の面に上記他端面が押圧されるように、当該筒状部を当該中心軸に沿って上記所定の面の方に移動されると共に、上記筒状部の外周面よりも径方向外側の部位を作用点として当該筒状部に回転トルクを与えることにより上記筒状部を回転させるものである。
【００２４】
この摩耗試験方法では、摩耗試験片は、筒状部の中心軸に沿って所定の面に所定の押付力で押し付けられながら当該中心軸を回転中心として回転される。この回転トルクは、当該筒状部の外周面よりも径方向外側の部位を作用点として付与される。したがって、この回転トルクは、上記押付力の変動に影響を与えない。すなわち、押し付けられる筒状部の他端面の面圧は均一となる。なお、上記所定の面とは、上記筒状部の他端面が摺動するために特別に設けられた部材の表面であってもよいし、当該摩耗試験片に対向配置された他の摩耗試験片の他端面であってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、摩耗試験に際し、摩耗試験片の筒状部に押付力が付与された場合に当該摩耗試験片の摺動面の面圧が均一となる。したがって、高精度のスラストシリンダ方式摩耗試験が実施される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る摩耗試験機の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る試験片の構造を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る試験片の基端部の断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の第１の変形例に係る摩耗試験機の要部拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の第２の変形例に係る摩耗試験機の要部拡大断面図である。
【図６】図６は、従来のスラストシリンダ方式の摩耗試験の要領を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されながら説明される。なお、本実施の形態は、本発明に係る画像記録装置の一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る摩耗試験機の斜視図である。
【００２９】
［摩耗試験機の概略構成］
【００３０】
この摩耗試験機１０は、試験片１１、１２（本発明における「摩耗試験片」の一例）について摩擦・摩耗試験を行うものである。摩耗試験機１０は、摩耗試験に供される試験片１１、１２を保持するホルダ１３、１４と、ホルダ１３に連結された駆動部１５（本発明における「駆動機構」の一例）とを備えている。この摩耗試験機１０では、ホルダ１３、１４が所定の軸線１６（本発明における「回転中心」の一例）上で対向配置されており、駆動部１５は、ホルダ１３を軸線１６を中心として回転させると共にホルダ１４に対して接離させことが可能である。なお、駆動部１５は、たとえばモーター１７を備えており、このモーター１７がホルダ１３を回転させる。また、図示されていないが、このモーター１７が既知のスライド機構に連結されており、このスライド機構によりモーター１７及びホルダ１３がホルダ１４に対して近接し、離反する。
【００３１】
試験片１１の基端部１８がホルダ１３に保持されると共に、試験片１２の基端部１９がホルダ１４に保持される。この状態で上記駆動部１５が作動することにより、同図が示すように試験片１１、１２の先端部２０、２１同士が押圧され擦り合わされる。本実施形態に係る摩耗試験機の特徴とするところは、ホルダ１３、１４がキー２２、２３（本発明における「トルク伝達部」の一例）を備えており、これらが試験片１１、１２のキー溝２４、２５（本発明における「トルク受け部」の一例）に係合するようになっている点である。これにより、摩耗試験において、試験片１１、１２の先端面２６、２７（本発明における「他端面」の一例）間の面圧が一様となり、信頼性の高い試験データが得られるようになっている。なお、後述されるように、上記駆動部１５の構造は同図が示すものに限定されない。上記駆動部１５は、要するに、一対の試験片１１、１２が押圧された状態で擦り合わされるようにホルダ１３、１４を操作することができる構造を備えていればよい。
【００３２】
［試験片の構造］
【００３３】
図２は、試験片１１、１２の構造を示す斜視図である。
【００３４】
試験片１１、１２は、当該摩擦・摩耗試験を受けようとする材料から構成される。同図が示すように試験片１１は、筒状部２８と、フランジ部２９とを備えている。本実施形態では、筒状部２８は円筒状に形成されている。筒状部２８の長さｆ、外径ｄ１及び肉厚ｂは、所定の寸法に設定されている。これら各寸法は、スラストシリンダ方式摩耗試験（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８）の規格に準拠して決定され得る。また、フランジ部２９の外径ｄ２及び肉厚寸法ｔも所定の寸法に設定されている。本実施形態では、フランジ部２９の外径ｄ２及び肉厚寸法ｔは、それぞれ、３５ｍｍ、及び２．５ｍｍに設定されている。なお、試験片１２は、試験片１１と同様の形状であって、筒状部３０及びフランジ部３１を備える。試験片１２は、上記軸線１６に沿って試験片１１と対向配置されており、前述のように試験片１１の先端面２６と試験片１２の先端面２７とが当接するようになっている。すなわち、これら先端面２６、２７が当該摩耗試験における摺動面となる。
【００３５】
図３は、試験片１１の基端部１８の断面図である。
【００３６】
図２及び図３が示すように、筒状部２８の基端にフランジ部２９が一体的に形成されている。このフランジ部２９の外周面３２（本発明における「外周縁部」の一例）に上記キー溝２４が設けられている。このキー溝２４は、フランジ部２９の外周面３２から径方向に切り込まれた切欠凹部からなる。図２が示すように、本実施形態では、４つのキー溝２４が設けられている。本実施形態では、キー溝２４の幅寸法ｅは６ｍｍに設定されており、切込深さｓは３ｍｍに設定されている。各キー溝２４は、フランジ部２９の周方向に均等に配置されている。もっとも、キー溝２４の数はこれに限定されるものではない。２つ以上の複数のキー溝２４が、均等に配置されるのが好ましい。
【００３７】
試験片１２の筒状部３０にも上記フランジ部３１が形成されており、このフランジ部３１の外周面３７（本発明における「外周縁部」の一例）に上記キー溝２５が設けられている。前述のように、このキー溝２５は、上記キー溝２４と同様の形状であり、キー溝２４と同数だけ設けられている。
【００３８】
本実施形態では、キー溝２４（２５）の切込深さｓは、次の関係式（ａ）が成立するように設定されている。
ｔ＋ｓ≦（ｄ２−ｄ１）／２      −−−−−−−−−−（ａ）
【００３９】
つまり、図３が示す寸法ｃ、すなわち、フランジ部２９（３１）のキー溝２４（２５）によって切り欠かれた残りの部分の長さｃは、フランジ部２９（３１）の肉厚寸法ｔ以上となるように設定されている。このようにキー溝２４の切込深さｓが設定されることによる作用効果については後述される。
【００４０】
［ホルダの構造］
【００４１】
図１が示すように、ホルダ１３は、ベース部３３と、主軸部３４とを備えている。ホルダ１４もホルダ１３と同様の構造である。各ホルダ１３、１４は、それぞれ上記試験片１１、１２を保持するものであり、鉄鋼材料、非鉄材料、樹脂等により構成され得る。ベース部３３は、円柱状に形成されている。ベース部３３の基端に固定板３５が設けられている。この固定板３５は、ホルダ１３を上記駆動部１５に固定し、ホルダ１４を図示されていない台座に固定する。
【００４２】
ベース部３３の外径は、試験片１１、１２の外径に対応しており、ベース部３３の上面３６は、試験片１１、１２の載置面を構成している。この上面３６は、上記軸線１６と直交する。ただし、ベース部３３の外径は、試験片１１、１２の外径以上に設定されていればよい。上記上面３６に上記キー２２、２３が突設されている。このキー２２、２３は、ベース部３３と一体的に形成されている。図１が示すように、本実施形態では、キー２２、２３は、それぞれ４つずつ設けられている。本実施形態では、キー２２、２３の幅寸法は、上記キー溝２４、２５の幅寸法ｂに対応しており、キー２２、２３の高さは、上記キー溝２４、２５の切込深さｓに対応している。各キー２２、２３は、それぞれ、ベース部３３の上面３６の４箇所に設けられており、周方向に均等に配置されている。したがって、各キー２２、２３は、対応するキー溝２４、２５と嵌合する。なお、キー２２、２３の数はこれに限定されるものではなく、キー溝２４、２５の数に対応されることは言うまでもない。
【００４３】
主軸部３４は、ベース部３３の上面３６の中央に設けられている。この主軸部３４の中心軸は、上記軸線１６と一致している。主軸部３４の外径は、試験片１１、１２の内径に対応している。本実施形態では、主軸部３４の先端部に面取加工が施されている。主軸部３４の高さは、試験片１１、１２の筒状部２８、３０の長さに対応されるが、特に限定されない。試験片１１、１２は、主軸部３４に嵌め込まれることによって、所定の保持力でベース部３３に保持される。また、試験片１１、１２のキー溝２４、２５に各キー２２、２３が嵌合する。これにより、試験片１１、１２の主軸部３４を中心とする回転が規制される。
【００４４】
［駆動部］
【００４５】
前述のように、本実施形態では、駆動部１５は、上記モータ１７と、図示されていないスライド機構とを有する。ホルダ１３がモータ１７により上記軸線１６の周りに回転されると共にスライド機構によってホルダ１３が軸線１６に沿ってホルダ１４側へスライドされる。ただし、駆動部１５は、かかる構造に限定されない。たとえば、上記モータ１７がホルダ１４に連結されると共に、上記スライド機構がホルダ１３に連結されてもよい。この場合、ホルダ１３がホルダ１４に対して上方から押し付けられ、その状態でホルダ１４が回転される。すなわち、駆動部１５は、要するにホルダ１３とホルダ１４とを押圧した状態で両者を相対的に回転させる構造を備えていればよい。
【００４６】
［試験方法］
【００４７】
この摩耗試験機１０は、次の要領で試験片１１、１２について摩擦・摩耗試験を行う。
【００４８】
まず、図１が示すように、試験片１１の基端部１８がホルダ１３装着される。具体的には、試験片１１の筒状部２８がホルダ１３の主軸部３４に嵌め込まれると共に、フランジ部２９に設けられたキー溝２４がホルダ１３に設けられたキー２２と係合する。同様にして、試験片１２がホルダ１４に装着される。これにより、試験片１１、１２は、所定の保持力でホルダ１３、１４に保持される。
【００４９】
次に、駆動部１５のスライド機構が作動し、ホルダ１３に保持された試験片１１がホルダ１４に保持された試験片１２側に軸線１６に沿ってスライドされ、所定の押圧力で押し付けられる。これにより、試験片１１の先端面２６と試験片１２の先端面２７（本発明における「所定の面」の一例）とが所定の押圧力で圧接される。そして、上記モータ１７が回転することにより、試験片１１に回転トルクが伝達され、試験片１１は試験片１２に対して相対的に回転する。この回転トルクは、上記キー２２、２３及びキー溝２４、２５を介して伝達される。すなわち、試験片１１、１２の筒状部２８、３０の外周面よりも径方向外側の部位を作用点として、試験片１１、１２に回転トルクが伝達される。
【００５０】
これにより、試験片１１、１２の先端面２６、２７同士が相対的に摺動し、このときの先端面２６、２７の摩耗量、ｐｖ値その他のデータが測定される。これらの測定データは、試験片１、１２を構成する材料の摩擦・摩耗特性を示すものとなる。なお、本実施形態では、一対の試験片１１、１２が当接され、相対的に摺動されるが、たとえば試験片１２の代わりに、試験を受けようとする試験片１１が摺動するための特別の摺動部材が設けられてもよい。この場合、当該摺動部材の接触面が試験片１１が摺動する所定の面を構成する。
【００５１】
［作用・効果］
【００５２】
図１が示すように、試験片１１、１２に設けられた上記キー溝２４、２５は、フランジ部２９、３１の外周面３２、３７に設けられている。すなわち、上記筒状部２８、３０の径方向外側にキー溝２４、２５が配置されている。したがって、上記駆動部１５から試験片１１に伝達される回転トルクは、筒状部２８の外周面よりも径方向外側の部位を作用点として付与される。その結果、上記筒状部２８、３０に上記軸線１６に沿う押付力が付与された場合であっても、上記キー溝２４、２５に作用する回転トルクが上記押付力を変動させることはない。
【００５３】
試験片１１、１２に付与される押付力が変動しないことから、上記筒状部２８の先端面２６及び上記筒状部３０の先端面２７の面圧は均一となる。したがって、当該摩擦・摩耗試験によって得られる測定データは、当該試験片１１、１２を構成する材料の摩擦・摩耗特性を示すものとして信頼性の高いものである。
【００５４】
また、本実施形態では、４つのキー溝２４、２５が上記フランジ部２９、３１に設けられ、しかも、フランジ部２９、３１の周方向に均等に配置されている。これにより、試験片１１、１２の筒状部２８、３０に対して周方向に均等に上記回転トルクが作用する。その結果、上記先端面２６、２７の面圧はより均一になるという利点がある。
【００５５】
さらに、上記キー溝２４、２５は、上記フランジ部２９、３１の外周面３２、３７から径方向に切り込まれた切欠凹部から構成されるので、上記回転トルクを受ける手段としてきわめて簡単な構造である。しかも、キー溝２４、２５の切込深さｓと、筒状部２８、３０の外径ｄ１と、フランジ部２９、３１の外径ｄ２と、フランジ部２９、３１の肉厚ｔとの間に、上記関係式（ａ）が成立しているから、試験片１１、１２の筒状部２８、３０に付加される回転トルクは、当該筒状部２８、３０から径方向に十分に離れた部位に付加されることに加えて、当該回転トルクが付加されるフランジ部２９、３１の十分な剛性が確保される。その結果、当該回転トルクが上記押付力に影響を及ぼすことが確実に防止され、上記先端面２６、２７の面圧がよりいっそう均一になる。
【００５６】
［変形例］
【００５７】
図４は、本実施形態の第１の変形例に係る摩耗試験機４０の要部拡大断面図である。
【００５８】
本変形例に係る摩耗試験機４０が上記実施形態に係る摩耗試験機１０と異なるところは、試験片１１（１２）のフランジ部２９（３１）の一部に薄肉部分が設けられている点である。なお、その他の構成については、上記実施形態と同様である。
【００５９】
具体的には、同図が示すように、フランジ部２９（３１）のうち上記キー溝２４（２５）が設けられた部位の肉厚が寸法ｋだけ薄くなっている。換言すれば、フランジ部２９（３１）のうち当該部位以外の部位の肉厚はｔであり、上記キー溝２４（２５）が設けられた部位は、ホルダ１３（１４）のベース部３３との間に隙間ｋが形成されている。
【００６０】
この隙間ｋが形成されることにより、上記回転トルクが付与される部分は、上記押付力が付与される部分と空間的に分離されることになる。したがって、上記筒状部２８（３０）に付与される回転トルクが当該筒状部２８（３０）に付与される押付力に与える影響は、よりいっそう抑えられる。その結果、試験片１１、１２の先端面２６、２７の面圧がなおいっそう均一になる。
【００６１】
図５は、本実施形態の第２の変形例に係る摩耗試験機５０の要部拡大断面図である。
【００６２】
本変形例に係る摩耗試験機５０が上記実施形態に係る摩耗試験機１０と異なるところは、上記実施形態では、駆動部１５が試験片１１に上記押付力及び回転トルクを付加するように構成されていたのに対し、本変形例では、上記回転トルクが試験片１２に付加され、上記押付力が試験片１１に付加されるようになっている点、及びホルダ１４のベース部３３の一部に段差部分５１が設けられている点である。なお、その他の構成については、上記実施形態と同様である。
【００６３】
本変形例では、試験片１１は上記スライド機構によって軸線１６に沿って試験片１２側へスライドされ、両者が圧接される。また、同図では図示されていないが、上記モータ１７は、ホルダ１４に連結されている。
【００６４】
上記段差部分５１は、ホルダ１４のベース部３３の一部が切り欠かれることにより構成されている。この段差部分５１が設けられることにより、試験片１２のキー溝２５とベース部３３との間に隙間ｍが生じている。また、この段差部分５１が形成されることによって、試験片１２を支持する座部５２が形成されている。試験片１２の筒状部３０は、この座部５２上に載置され、保持されるようになっている。
【００６５】
この座部５２が設けられることにより、試験片１２の筒状部３０は、確実にホルダ１４に支持される。しかも、試験片１２のフランジ部３１のうち上記キー溝２５が設けられた部分は、上記ベース部３３と空間的に分離される。つまり、上記回転トルクが付与される部分は、上記押付力が付与される部分と空間的に分離されることになる。したがって、上記筒状部３０に付与される回転トルクが当該筒状部３０に付与される押付力に与える影響は、よりいっそう抑えられ、その結果、試験片１１、１２の先端面２６、２７の面圧がなおいっそう均一になる。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・試料部材
２・・・試料部材
３・・・他端面
４・・・他端面
５・・・切欠部
６・・・切欠部
７・・・中心軸
１０・・・摩耗試験機
１１・・・試験片
１２・・・試験片
１３・・・ホルダ
１４・・・ホルダ
１５・・・駆動部
１６・・・軸線
１７・・・モータ
１８・・・基端部
１９・・・基端部
２０・・・先端部
２１・・・先端部
２２・・・キー
２３・・・キー
２４・・・キー溝
２５・・・キー溝
２６・・・先端面
２７・・・先端面
２８・・・筒状部
２９・・・フランジ部
３０・・・筒状部
３１・・・フランジ部
３２・・・外周面
３３・・・ベース部
３４・・・主軸部
３５・・・固定板
３６・・・上面
３７・・・外周面
４０・・・摩耗試験機
５０・・・摩耗試験機
５１・・・段差部
５２・・・座部
【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】
2011053072.tif 000007
【図６】
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