(57)【要約】【課題】従来の試験機では必須の構成要素であった、圧子に連結される装置の重量を相殺するための機構を必要とせず、スクラッチ距離に対する押し込み荷重の変化の直線性に優れたスクラッチ試験機を提供すること。【解決手段】基台１０と、基台１０の水平面上において試験片を鉛直方向に起立させた状態で支持する支持台２０と、支持台２０に支持された試験片の表面に押し込まれる圧子３０と、支持台２０に支持された試験片の表面に圧子３０の先端を当接させ、更に押し込むために、圧子３０を、第１水平方向の、支持台２０が位置する先端側に移動させる第１駆動機構４０と、支持台２０に支持された試験片の表面にスクラッチを形成するために、支持台２０を第１水平方向と直交する第２水平方向に移動させる第２駆動機構５０とを備えてなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台の水平面上において試験片を鉛直方向に起立させた状態で支持する支持台と、  前記支持台に支持された試験片の表面に押し込まれる圧子と、
前記支持台に支持された試験片の表面に前記圧子の先端を当接させ、更に押し込むために、前記圧子を、第１水平方向の前記支持台が位置する先端側に移動させる第１駆動機構と、
前記支持台に支持された試験片の表面にスクラッチを形成するために、前記支持台または前記圧子を、第１水平方向と直交する第２水平方向に移動させる第２駆動機構と、
を備えてなることを特徴とするスクラッチ試験機。
【請求項２】
前記第１駆動機構は、前記基台に固定されたモータと、
前記モータに連結されて第１水平方向の先端側に延びるボールねじのねじ軸と、
前記ボールねじのナットとともに第１水平方向の先端側に移動する可動部と、
前記可動部の先端側において当該可動部に対して第１水平方向の後端側にスライド可能に装着され、その先端に圧子が取り付けられるスライド部と、
前記可動部と前記スライド部との間に介在して、前記可動部に対して前記スライド部が第１水平方向の後端側にスライドすることを抑制するよう第１水平方向に沿って配置されたコイルばねとを備えており、
前記第２駆動機構は、前記支持台を、前記第１駆動機構の可動部の移動と連動させて、第２水平方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のスクラッチ試験機。
【請求項３】
前記第１駆動機構は、第１水平方向に延びるように前記基台の水平面上に固定された、前記可動部のガイドレールを備えているとともに、
２本の前記コイルばねが、前記圧子の中心軸を挟んで同一の水平面上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のスクラッチ試験機。
【請求項４】
前記第１駆動機構は、前記可動部の移動範囲を制限するリミットセンサおよびリミットスイッチを備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスクラッチ試験機。
【請求項５】
前記支持台に支持された試験片の表面に印加される前記圧子の押し込み荷重を計測する第１計測手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載のスクラッチ試験機。
【請求項６】
前記支持台に支持された試験片の表面に前記圧子の先端が当接した後における前記可動部の移動距離または前記ボールねじのねじ軸の回転数と、試験片の表面に印加される前記圧子の押し込み荷重の計測値との関係を測定し；この測定結果に基いて、所定の最大荷重に対応する前記可動部の移動距離または前記ねじ軸の回転数を求め；前記支持台が第２水平方向に移動して所定のスクラッチ距離に達したときに所定の最大荷重が試験片に印加されるように、前記第１駆動機構および前記第２駆動機構を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のスクラッチ試験機。
【請求項７】
前記第２駆動機構によって前記支持台とともに第２水平方向に移動する試験片と、前記圧子との摩擦力を計測する第２計測手段を備えてなることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れかに記載のスクラッチ試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片表面のスクラッチ特性を求めるためのスクラッチ試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクラッチ試験機においては、基台の水平面上に載置した試験片の表面に対して鉛直方向の荷重を印加しながら水平方向に圧子を移動させてスクラッチ（引っかき傷）を形成していた（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
また、いわゆる荷重増加型のスクラッチ試験機においては、圧子の先端から試験片表面に印加する荷重（押し込み荷重）を、当該圧子の水平移動距離（スクラッチ距離）に応じて連続的に増加させている。
ここに、試験片表面への押し込み荷重は、スクラッチ距離の増加に伴って直線的に増加すること（スクラッチ距離と押し込み荷重とが比例関係にあること）が理想的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３０２８３１号明細書
【特許文献２】特開平７−１９０９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のスクラッチ試験機においては、次のような問題がある。
例えば、荷重増加型のスクラッチ試験機では、荷重発生装置によって発生する荷重のみが圧子を介して試験片表面に印加される必要がある。特に、圧子の移行開始時（試験開始時）には荷重発生装置によって発生する荷重が小さいため、それ以外の荷重が印加された場合には、試験結果に大きな影響を及ぼす。然るに、この圧子には、試験片表面に所定の荷重を印加するための装置（上記の荷重発生装置や荷重センサなど）が連結され、これらの装置は圧子の上側に位置しているため、このような装置の重量（自重）を荷重として試験片表面に印加させないように、その重量を相殺する機構（例えば、特許文献１の図４に示されるアッパーリンクアーム１４０およびカウンターウエイト１６０を備えたフローティング機構）が必要となる。この結果、試験機を構成する部品点数の増加、構造の複雑化などを招く。
【０００６】
また、圧子に連結されている装置の重量を相殺する機構を操作することによっても、当該重量を確実に（過不足なく）相殺し、スクラッチ試験を行う際に試験片表面に印加される荷重を、荷重発生装置によって発生させた押し込み荷重だけにすることは極めて困難である。ここに、相殺するために生じさせた力が不足している場合には、試験開始時に設定されていない荷重が試験片表面に印加され、一方、相殺するために生じさせた力が過剰な場合には、試験開始時において圧子が試験片表面から離間し、試験中には押し込み荷重が設定値よりも小さくなってしまう。このような状態でスクラッチ試験を行った場合には、良好な結果は得られない。
【０００７】
更に、従来の荷重増加型のスクラッチ試験機では、試験片表面に対する圧子の水平移動距離（スクラッチ距離）の増加に伴って試験片表面に印加される押し込み荷重が直線的に増加せず、このため、例えば、スクラッチ挙動が変化したときの押し込み荷重を、スクラッチ距離から直ちに求めることができない。
【０００８】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の第１の目的は、従来の試験機において必須の構成要素であった、圧子に連結される装置の重量を相殺するための機構を必要としないスクラッチ試験機を提供することにある。
本発明の第２の目的は、スクラッチ距離に対する押し込み荷重の変化の直線性に優れたスクラッチ試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明のスクラッチ試験機は、基台と、
前記基台の水平面上において試験片を鉛直方向（ｚ方向) に起立させた状態で支持する支持台と、
前記支持台に支持された試験片の表面に押し込まれる圧子と、
前記支持台に支持された試験片の表面に前記圧子の先端を当接させ、更に押し込むために、前記圧子を、第１水平方向（ｙ方向）の、前記支持台が位置する先端側に移動させる第１駆動機構と、
前記支持台に支持された試験片の表面にスクラッチを形成するために、前記支持台または前記圧子を、第１水平方向と直交する第２水平方向（ｘ方向）に移動させる第２駆動機構と、
を備えてなることを特徴とする。
【００１０】
このような構成のスクラッチ試験機によれば、圧子を第１水平方向の先端側に移動させるための第１駆動機構、並びに支持台または圧子を第２水平方向に移動させるための第２駆動機構の重量（自重）による荷重が、鉛直方向に起立させた状態で支持されている試験片の表面に対して印加されることはないので、第１駆動機構および第２駆動機構の重量を相殺するための機構などを必要としない。
【００１１】
また、鉛直方向に起立した状態で支持されている試験片の表面に圧子の先端が当接しているときに、当該試験片の表面に第１駆動機構の重量（自重）による荷重が印加されることはないので、スクラッチ試験を行う際には、第１駆動機構によって発生させた押し込み荷重のみを試験片表面に印加することが可能になる。
【００１２】
更に、後述する実施例の結果からも明らかなように、このような構成を備えた荷重増加型のスクラッチ試験機は、スクラッチ距離（試験片表面と圧子との間の相対的な移動距離）に対する押し込み荷重（圧子によって試験片表面に印加される荷重）の変化の直線性に優れている。
【００１３】
（２）本発明のスクラッチ試験機において、前記第１駆動機構は、前記基台に固定されたモータと、
前記モータに連結されて第１水平方向の先端側に延びるボールねじのねじ軸と、
前記ボールねじのナットとともに第１水平方向の先端側に移動する可動部と、
前記可動部の先端側において当該可動部に対して第１水平方向の後端側にスライド可能に装着され、その先端に圧子が取り付けられるスライド部と、
前記可動部と前記スライド部との間に介在して、前記可動部に対して前記スライド部が第１水平方向の後端側にスライドすることを抑制するよう第１水平方向に沿って配置されたコイルばねとを備えており、
前記第２駆動機構は、前記支持台を、前記第１駆動機構の可動部の移動と連動させて、第２水平方向に移動させるものであることを特徴とする。
【００１４】
このような構成のスクラッチ試験機によれば、支持台に支持された試験片の表面に圧子の先端が当接するまでは、第１駆動機構を構成するボールねじ機構により、可動部およびスライド部が一体となって第１水平方向の先端側に移動する。
そして、支持台に支持された試験片の表面に圧子の先端が当接して、スライド部の第１水平方向の先端側への移動が制限された後にボールねじのねじ軸をさらに回転させると、コイルばねの付勢力に抗して、可動部に対してスライド部が第１水平方向の後端側にスライドすることにより、可動部のみが第１水平方向の先端側に移動する。
このとき、コイルばねが圧縮され、スライド部の先端に取り付けられた圧子の試験片の表面への押し込み荷重は、可動部の移動距離（ボールねじのねじ軸の回転数）の増加に伴って増加する。
【００１５】
（３）上記（２）のスクラッチ試験機において、前記第１駆動機構は、
第１水平方向に延びるように前記基台の水平面上に固定された、前記可動部のガイドレールを備えているとともに、
２本の前記コイルばねが、前記圧子の中心軸を挟んで同一の水平面上に配置されていることが好ましい。
【００１６】
このような構成のスクラッチ試験機によれば、試験中における圧子の先端を、第１水平方向の先端側に向けてリニアに移動させることができ、鉛直方向に起立させた状態で支持台に支持されている試験片の表面に、第１水平方向の押し込み荷重を確実に印加させることができる。
【００１７】
（４）上記（２）または（３）のスクラッチ試験機において、前記第１駆動機構は、前記可動部の移動範囲を制限するリミットセンサおよびリミットスイッチを備えていることが好ましい。
【００１８】
（５）上記（２）〜（４）のスクラッチ試験機において、前記支持台に支持された試験片の表面に印加される前記圧子の押し込み荷重を計測する第１計測手段を備えていることが好ましい。
【００１９】
（６）上記（５）のスクラッチ試験機において、前記支持台に支持された試験片の表面に前記圧子の先端が当接した後における前記可動部の移動距離または前記ボールねじのねじ軸の回転数と、試験片の表面に印加される前記圧子の押し込み荷重の計測値との関係を測定し；この測定結果に基いて、所定の最大荷重に対応する前記可動部の移動距離または前記ねじ軸の回転数を求め；前記支持台が第２水平方向に移動して所定のスクラッチ距離（通常、試験終了時における支持台の位置）に達したときに所定の最大荷重が試験片に印加されるように、前記第１駆動機構および前記第２駆動機構を制御する手段を備えていることが好ましい。
【００２０】
このような構成のスクラッチ試験機によれば、所定のスクラッチ距離に到達したとき（試験終了時）の押し込み荷重を所定の最大荷重とすることができる。
【００２１】
（７）上記（２）〜（６）のスクラッチ試験機において、前記第２駆動機構によって前記支持台とともに第２水平方向に移動する試験片と、前記圧子との間の摩擦力を計測する第２計測手段を備えてなることが好ましい。
【００２２】
このような構成のスクラッチ試験機によれば、試験片に印加される圧子の押し込み荷重と、圧子と試験片との摩擦力との関係を測定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスクラッチ試験機は、従来の試験機において必須の構成要素であった、圧子に連結される装置の重量を相殺するための機構を必要としない。
また、後述する実験結果から明らかなように、スクラッチ距離（試験片表面と圧子との間の相対的な第２水平方向の移動距離）に対する、試験片表面に印加される押し込み荷重の変化の直線性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のスクラッチ試験機の一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に示したスクラッチ試験機を示す平面図である。
【図３Ａ】図１に示したスクラッチ試験機を構成する第１駆動機構の動作を示す正面図である。
【図３Ｂ】図１に示したスクラッチ試験機を構成する第１駆動機構の動作を示す正面図である。
【図３Ｃ】図１に示したスクラッチ試験機を構成する第１駆動機構の動作を示す正面図である。
【図４】スクラッチ距離と押し込み荷重との関係を示すチャートであり、（１）は、図１に示したスクラッチ試験機による測定結果、（２）は、特許文献１に記載された従来のスクラッチ試験機による測定結果である。
【図５】本発明のスクラッチ試験機の他の実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の一実施形態に係るスクラッチ試験機について図面を用いて説明する。
図１および図２に示すスクラッチ試験機１００は、基台１０と、この基台１０の水平面上において試験片を鉛直方向（図１において矢印ｚで示す方向) に起立させた状態で支持する支持台２０と、この支持台２０に支持される試験片の表面に押し込まれる圧子３０と、圧子３０の先端を試験片の表面に当接させ、更に押し込むために、第１水平方向（図１および図２において矢印ｙで示す方向）の先端側に圧子３０を移動させる第１駆動機構４０と、支持台２０に支持される試験片の表面にスクラッチを形成するために、支持台２０を、第１駆動機構４０の可動部の移動と連動させて、第２水平方向（図２において矢印ｘで示す方向）に移動させる第２駆動機構５０とを備えている。
【００２６】
この実施形態の試験機１００を構成する基台１０の水平面上には、支持台２０、第１駆動機構４０および第２駆動機構５０が載置されている。
【００２７】
この実施形態の試験機１００を構成する支持台２０は、試験片を鉛直方向に起立させた状態で支持する。
この支持台２０は、後述する第２駆動機構５０の可動板５３１に着脱自在に装着されており、これにより、支持台２０およびこれに支持されている試験片を第２水平方向に移動させることができる。
２１は、支持台２０を可動板５３１に着脱する際に使用するハンドルである。
支持台２０の表面（試験片の支持面）には、試験片の四隅を当該表面に押さえつけるための４つのトグルクランプ２２が設けられている。
【００２８】
この実施形態の試験機１００を構成する圧子３０は、その先端が支持台２０に支持されている試験片の表面に押し込まれることにより、試験片の表面に押し込み荷重を印加する。
圧子３０の構成材料としては、特に限定されるものではなく、従来のスクラッチ試験機において使用されている材料をすべて使用することができる。
圧子３０は、後述する第１駆動機構４０のスライド部４５の先端（圧子の取付部４５３）に取り付けられている。
【００２９】
この実施形態の試験機１００を構成する第１駆動機構４０は、支持台２０に支持されている試験片の表面に圧子３０の先端を当接させ、さらに圧子３０の先端を試験片の表面に押し込むために、当該圧子３０を、第１水平方向の先端側（支持台２０が位置する側）に移動させるための機構である。
【００３０】
第１駆動機構４０は、基台１０に固定されたモータ４１１と、このモータ４１１に連結されて第１水平方向の先端側に延びるボールねじのねじ軸４１２と、このボールねじのナット４３１とともに第１水平方向に移動する可動部４３と、この可動部４３の先端側において当該可動部４３に対して第１水平方向の後端側にスライド可能に装着され、その先端に圧子３０が取り付けられているスライド部４５と、可動部４３とスライド部４５との間に介在して、可動部４３に対してスライド部４５が第１水平方向の後端側にスライドすることを抑制するよう第１水平方向に沿って配置された２本のコイルばね４７，４７とを備えている。
【００３１】
図１および図２において、４１３は、第１水平方向に延びるように基台１０の水平面上に固定された可動部のガイドレール、４１４は先端側のフォトセンサ、４１５は後端側のフォトセンサ、４１６は衝撃吸収ばねであり、モータ４１１、ボールねじのねじ軸４１２、可動部のガイドレール４１３、フォトセンサ４１４、フォトセンサ４１５および衝撃吸収ばね４１６は、それぞれ、基台１０に対して位置固定されている。また、４１７は非常停止スイッチ、４１８は操作用のタッチパネルである。
【００３２】
また、４３２は、スライド部４５のスライドを可能にするために可動部４３に形成されたスライドレール、４３３は、スライド部４５が第１水平方向の先端側に移動することを制限することによって圧子３０の押し込み量を規制するためのリミットスイッチ、４３４は、フォトセンサ４１４およびフォトセンサ４１５によって検知される被検知体である。被検知体４３４がフォトセンサ４１４に検知されたときに、当該被検知体４３４（可動部４３）は先端側の限界位置に到達したことになる。
モータ４１１（ねじ軸４１２）の回転により、ボールねじのナット４３１、スライドレール４３２、リミットスイッチ４３３、被検知体４３４は、可動部４３の構成要素として、一体的に第１水平方向の先端側に移動する。
【００３３】
また、４５１は、可動部４３に形成されたスライドレール４３２に沿ってスライドするスライダ、４５２は、支持台２０に支持される試験片の表面に印加される圧子３０の押し込み荷重を計測するロードセル（第１計測手段）、４５３は、圧子３０の取付部であり、試験片の表面に圧子３０の先端が当接した後において可動部４３を第１水平方向の先端側に移動させようとすると、スライダ４５１、ロードセル４５２および圧子の取付部４５３は、スライド部４５の構成要素として、可動部４３に対して第１水平方向の後端側にスライドする。
【００３４】
また、２本のコイルばね４７，４７は、可動部４３とスライド部４５との間に介在し、それぞれ、可動部４３に対してスライド部４５が第１水平方向の後端側にスライドするときに圧縮されて、スライド部４５がスライドしようとする力に対抗する。
これらのコイルばね４７，４７により、可動部４３に対するスライド部４５のスライド量に応じて押し込み荷重を増加させることができる。また、２本のコイルばね４７，４７が圧子３０の中心軸を挟んで同一水平面上に配置されていることにより、鉛直方向に起立した状態で支持されている試験片の表面に、第１水平方向（鉛直方向に起立した状態の試験片の表面に対して垂直方向）の押し込み荷重を確実に作用させることができる。
【００３５】
この実施形態の試験機１００を構成する第２駆動機構５０は、支持台２０に支持されている試験片の表面にスクラッチを形成するために、この支持台２０を、第１駆動機構４０の可動部４３の移動と連動させて、第２水平方向に移動させるための機構である。
【００３６】
第２駆動機構５０は、基台１０に固定されたロボットシリンダ５１１と、基台１０に固定されて第２水平方向に延びる２本のスライドレール５１２，５１２と、ロボットシリンダ５１１のスライダに連結され、スライドレール５１２，５１２に沿って第２水平方向に移動する可動板５３１とを備えている。
可動板５３１に支持台２０が装着されることにより、支持台２０およびこれに支持されている試験片を第２水平方向に移動させることができる。
【００３７】
図１および図２において、５３２は、可動板５３１に対して支持台２０を昇降させるためのノブであり、このノブ５３２を調節して支持台２０を昇降させることにより、これに支持されている試験片の鉛直方向の位置（レベル）を変えることができるので、当該試験片に互いに平行な複数のスクラッチを形成する（複数回の試験を行う）ことができる。
【００３８】
第２駆動機構５０により、支持台２０は、第１駆動機構４０の可動部４３の移動と連動して移動する。
すなわち、第２駆動機構５０における可動板５３１の第２水平方向の移動と、第１駆動機構４０における可動部４３の第１水平方向の移動とは互いに連動している。
既述したように、圧子３０による押し込み荷重は、可動部４３の移動距離に応じて増加するため、可動板５３１の移動と可動部４３の移動とを連動させることにより、圧子３０による押し込み荷重を、可動板５３１（支持台２０）の移動距離に応じて増加させることができる。
【００３９】
次に、この実施形態に係る試験機１００を使用して行うスクラッチ試験の手順の一例を説明する。
【００４０】
（１）試験片の装着工程：
第２駆動機構５０の可動板５３１から支持台２０を取り外し、この支持台２０の表面（試験片の支持面）に試験片を載置し、その四隅をトグルクランプ２１により押さえ付けて当該試験片を固定する。
このように、第２駆動機構５０の可動板５３１から支持台２０が着脱自在であることにより、可動板５３１から取り外された支持台２０の表面に試験片を装着することができるので、試験片の装着時の作業性の向上を図ることができる。
【００４１】
（２）支持台の装着工程：
第２駆動機構５０の可動板５３１に支持台２０を取り付ける。これにより、支持台２０により支持された試験片は、基台１０の水平面上において鉛直方向に起立した状態となる。
【００４２】
（３）ティーチング工程：
スクラッチ試験に先立って、第１駆動機構４０における可動部４３の移動距離と、圧子３０による試験片の表面への押し込み荷重の計測値との関係を測定し、この測定結果に基いて、所定の最大荷重に対応する可動部４３の移動距離を求め、可動板５３１に装着されている支持台２０が試験開始位置から第２水平方向に移動して試験終了位置に到達したときに印加される押し込み荷重が上記所定の最大荷重となるように第１駆動機構４０および第２駆動機構５０を制御する。
【００４３】
第１駆動機構４０における可動部４３の移動距離と、圧子３０による試験片への押し込み荷重の計測値との関係は、例えば、次のようにして測定する。なお、この測定は、第２駆動機構５０を駆動させない（支持台２０に支持されている試験片を第２水平方向に移動させない）で行う。
【００４４】
図３Ａに示すように、第１駆動機構４０の可動部４３が後端側（図面の右側）に位置している待機状態からモータ４１１によってボールねじのねじ軸４１２を回転させる。これにより、可動部４３（ナット４３１）とスライド部４５とが一体となって第１水平方向の先端側に移動し、図３Ｂに示すように、スライド部４５の先端（取付部４５３）に取り付けられている圧子３０の先端が、支持台（図３Ａ〜図３Ｃにおいて図示省略）に支持されている試験片９０の表面に当接する。
【００４５】
図３Ｂに示したような状態からボールねじのねじ軸４１２の回転を継続させると、圧子３０の先端が試験片９０の表面に当接されているために、スライド部４５は、それ以上の移動が制限されるので、これを構成するスライダ４５１がスライドレール４３２に沿ってスライドすることで、可動部４３に対して第１水平方向の後端側にスライドする。これにより、可動部４３のみが第１水平方向の先端側に移動することになる。
【００４６】
なお、図３Ｃに示すように、可動部４３のみが第１水平方向の先端側に移動している（可動部４３に対してスライド部４５が第１水平方向の後端側にスライドしている）ときには、コイルばね４７，４７に対して圧縮力が作用しているために、可動部４３の移動距離（ねじ軸４１２の回転数）に応じて、圧子変位（圧子３０の試験片９０の表面に対する垂直変位）および押し込み荷重が増加する。ここに、押し込み荷重は、可動部４３の移動距離の増加に伴って直線的に増加する。
【００４７】
そこで、圧子３０の先端を試験片９０の表面に当接させた後における可動部４３の移動距離と、押し込み荷重の計測値との関係として、例えば、両者の関係を示す直線の傾きを測定する。この傾きは、試験片９０の材質・硬度等によって異なる。
また、この測定結果から、所定の最大荷重（例えば３０Ｎ）を試験片表面に印加するために必要な可動部４３の移動距離（あるいは、これに対応するボールねじのねじ軸４１２の回転数）を求める。
【００４８】
次いで、支持台２０（第２駆動機構５０の可動板５３１）が試験開始位置から試験終了位置まで移動する間に、第１駆動機構４０の可動部４３が必要な距離（上記測定結果から求められる最大荷重を印加するために必要な距離）を移動するよう、第１駆動機構４０および第２駆動機構５０を制御して、可動板５３１の移動と可動部４３の移動との連動条件を設定する。
【００４９】
上記のように、可動部４３の移動距離と押し込み荷重の計測値との関係を測定し、所定の最大荷重に対応する可動部４３の移動距離を求め、支持台２０が試験終了位置に到達したときに所定の最大荷重が試験片の表面に印加されるよう第１駆動機構４０および第２駆動機構５０を制御して、可動板５３１の移動と可動部４３の移動との連動条件を設定する一連のティーチング工程は、図示しない制御手段によって行われる。
【００５０】
（４）スクラッチ試験：
ティーチング工程終了後、ボールねじのねじ軸４１２を逆回転させて可動部４３およびスライド部４５を第１水平方向の後端側に移動（退行）させて、圧子３０の先端を試験片９０の表面から５ｍｍ程度離間させた後、第２駆動機構５０によって試験片９０を第２水平方向に１０ｍｍ程度移動させ、再度、ボールねじのねじ軸４１２を回転（正回転）させて可動部４３およびスライド部４５を第１水平方向の先端側に移動させ、図３Ｂに示すように、圧子３０の先端を試験片９０の表面に当接させる。
【００５１】
圧子３０の先端を試験片９０の表面に当接させた状態から、ねじ軸４１２の回転を継続させて可動部４３（のみ）を第１水平方向の先端側に移動させるとともに、第２駆動機構５０により、試験開始位置において支持台２０を装着している可動板５３１を、第２水平方向に移動させることにより荷重増加方式によるスクラッチ試験を実施する。
ここに、第２駆動機構５０の可動板５３１は、ティーチング工程で得られた連動条件下、第１水平方向に移動する第１駆動機構４０の可動部４３と連動しながら、第２水平方向に移動する。
これにより、支持台２０を装着している可動板５３１が試験終了位置に到達したときには、支持台２０によって支持されている試験片９０の表面に所定の最大荷重（可動部４３がこれに対応する距離を移動したことによる最大荷重）が印加される。
【００５２】
なお、この実施形態の試験機１００では、可動部４３およびスライド部４５を第２水平方向に移動させるのではなく、これらに比較して格段に軽量の支持台２０を第２水平方向に移動させることによってスクラッチ試験を行うものであり、これにより、試験の省力化を図ることができるとともに、スライド部４５に固定されているロードセル４５２が振動等に伴ってノイズを拾うことなどを回避することができるので、信頼性の高い試験結果を得ることができる。
【００５３】
また、この実施形態の試験機１００では、第１水平方向に延びるガイドレール４１３が基台１０の水平面上に固定され、このガイドレール４１３に沿って可動部４３が移動するとともに、２本のコイルばね４７，４７が圧子３０の中心軸を挟んで同一の水平面上に配置されていることにより、圧子３０の移動軌跡の直線性を十分に確保することができ、試験片９０の表面に、第１水平方向（鉛直方向に起立した状態の試験片９０の表面に対しては垂直方向）の押し込み荷重を確実に作用させることができる。
【００５４】
可動板５３１に装着されて第２水平方向に移動する支持台２０の移動速度（スクラッチ速度）としては１０〜４００ｍｍ／ｓであることが好ましく、好適な一例を示せば１００ｍｍ／ｓである。
また、試験開始位置から試験終了位置までの支持台２０の移動距離（スクラッチ距離）としては５０〜３００ｍｍであることが好ましく、好適な一例を示せば１００ｍｍである。
【００５５】
この実施形態の試験機１００によれば、第１駆動機構４０および第２駆動機構５０の重量（自重）による荷重が、鉛直方向に起立させた状態で支持されている試験片の表面に対して印加されることはないので、第１駆動機構４０および第２駆動機構５０の重量を相殺するための機構などを必要としない。
【００５６】
また、鉛直方向に起立した状態で支持されている試験片９０の表面に圧子３０の先端が当接しているときに、当該試験片９０の表面に第１駆動機構４０の重量による荷重が印加されることはないので、スクラッチ試験を行う際には、第１駆動機構４０によって発生させた押し込み荷重（圧子３０の先端を試験片９０の表面に当接させた状態で、可動部４３のみを、コイルばね４７，４７の付勢力に抗して第１水平方向の先端側に移動させることにより発生させた荷重）のみを試験片９０の表面に印加することが可能になる。
また、試験片９０の表面に第１駆動機構４０の重量による荷重が印加されることがないので、スクラッチ試験の開始時において試験片９０の表面に印加される押し込み荷重を十分に小さくすること（例えば、０．１〜１．０Ｎ程度にすること）も可能になる。
【００５７】
更に、この実施形態の試験機１００は、試験開始位置から試験終了位置に至る支持台２０の移動距離（スクラッチ距離）に対する試験片の表面に印加される押し込み荷重の変化の直線性に優れている。
【００５８】
図４（１）は、この実施形態の試験機１００で測定された、試験開始位置から試験終了位置までの支持台２０の移動距離（スクラッチ距離）と、試験片の表面に印加される押し込み荷重との関係を示すチャートである。
なお、この試験において、最大荷重の設定値を３０Ｎ、スクラッチ距離を１００ｍｍ、スクラッチ速度を１００ｍｍ／ｓとした。
また、測定回数は５回とし、図４（１）は、その平均を図示したものである。
【００５９】
他方、図４（２）は、特許文献１に記載された従来のスクラッチ試験機（基台の水平面上に載置した試験片の表面に対して鉛直方向の荷重を印加しながら水平方向に圧子を移動させてスクラッチ試験を行う試験機）において、上記と同じ試験片を使用して同様の試験条件で測定したスクラッチ距離と押し込み荷重との関係を示すチャートである。
【００６０】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明のスクラッチ試験機の他の実施形態を示す平面図であり、同図において、図２と同一の符号で示したものは、第１実施形態の試験機１００と同一の構成要素である。
【００６１】
図２に示す試験機２００は、第２駆動機構５０によって支持台２０とともに第２水平方向に移動する試験片と、圧子３０との摩擦力（第２水平方向の水平荷重）を計測するロードセル４５５（第２計測手段）を備えている。
この試験機２００によれば、ロードセル４５２（第１計測手段）によって計測される押し込み荷重と、ロードセル４５５（第２計測手段）によって計測される摩擦力（第２水平方向の水平荷重）との関係を測定することができる。例えば、押し込み荷重を第２水平方向の水平荷重で除することでスクラッチ摩擦係数を算出することができる。
【００６２】
以上、本発明のスクラッチ試験機の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものでなく、種々の変更が可能である。
例えば、試験片の表面にスクラッチを形成するために、支持台を固定して、圧子を第２水平方向に移動させてもよい。
また、試験中に荷重を増加させずに、一定の荷重でスクラッチ試験を行うものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１００    スクラッチ試験機
１０    基台
２０    試験片の支持台
２１    ハンドル
２２    トグルクランプ
３０    圧子
４０    第１駆動機構
４１１  モータ
４１２  ボールねじのねじ軸
４１３  可動部のガイドレール
４１４  フォトセンサ
４１５  フォトセンサ
４１６  衝撃吸収ばね
４１７  第１駆動機構の非常停止スイッチ
４１８  操作用タッチパネル
４３    可動部
４３１  ナット
４３２  スライドレール
４３３  リミットスイッチ
４３４  被検知体
４５    スライド部
４５１  スライダ
４５２  ロードセル（第１計測手段）
４５３  圧子の取付部
４７    コイルばね
５０    第２駆動機構
５１１  ロボットシリンダ
５１２  スライドレール
５３１  可動板
５３２  支持台の昇降用ノブ
２００    スクラッチ試験機
４５５  ロードセル（第２計測手段）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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