(57)【要約】【課題】コイル状に巻かれた金属帯コイルの潰れが発生するのか、否かを的確に予測することが可能であり、かつ摺動試験を容易に精度よく行える構造が簡単な摺動試験装置および摺動試験方法を提供する。【解決手段】互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験装置であって、２物体を、上下に重ねた状態で摺動方向一端側に載置可能である所定の広さの平坦な上面を有する基台と、該基台の摺動方向一端側に設けられた衝撃力付与手段とを備え、基台の上面が水平に設置されている摺動試験装置およびそれを用いた摺動試験方法。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験装置であって、前記２物体を、上下に重ねた状態で摺動方向一端側に載置可能である所定の広さの平坦な上面を有する基台と、該基台の摺動方向一端側に設けられた衝撃力付与手段とを備え、前記基台の上面が水平に設置されていることを特徴とする摺動試験装置。
【請求項２】
衝撃力付与手段として振子が、支点まわりに振子運動させたとき、前記振子の先端部が上側の物体と当接可能なように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の摺動試験装置。
【請求項３】
前記２物体のうち、上側の物体に面圧調整用圧子が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の摺動試験装置。
【請求項４】
互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験方法であって、前記２物体を、上下に重ねた状態で基台の摺動方向一端側に載置し、前記２物体のうち、上側の物体に衝撃力付与手段により摺動方向に向かう所定の衝撃力を与え、上側の物体を滑り出させ、上側の物体が下側の物体から受ける摩擦抵抗により停止するまでの摺動距離を測定し、摺動距離でもって摺動性を評価するようにしたことを特徴とする摺動試験方法。
【請求項５】
前記衝撃力付与手段として振子を用い、該振子を支点のまわりに回動させて所定の振子高さとし、次いで自重により支点まわりに振子運動させることを特徴とする請求項４に記載の摺動試験方法。
【請求項６】
前記２物体間の接触面圧を面圧調整用圧子を前記２物体のうち、上側の物体に取り付けて調整することを特徴とする請求項４または５に記載の摺動試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験装置および摺動試験方法に関し、特に、コイル状に巻かれた金属帯のコイルに潰れが発生するのか、否かを的確に予測することが可能な摺動試験装置および摺動試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属帯の摺動性は、金属帯を金型間に挟んで、金属帯を引っ張ることにより互いに摺動させる摺動試験装置を用いて行っていた。この金属帯を間に挟む金型を用いた摺動試験装置は、金属帯に金型を押し付け、接触面に与える垂直荷重Ｐと、金属帯を引っ張る際に発生する摩擦抵抗Ｆとを測定し、摺動摩擦係数μ＝Ｆ／Ｐにより金属帯と金型との２物体間の摺動性を評価するようにしていた。
【０００３】
その他、金属帯から採取した試験片間の摺動性を評価できる摺動試験装置としては、特公昭５７−４４１３７号公報に記載の傾斜式摺動試験装置や、特開平１−２７６０４４号公報に記載の滑り台式摺動試験装置、特開昭５７−１２５８３２　号公報の傾斜式摺動試験装置、特開平５−２６８０１　号公報のような振子式摺動試験装置もある（特許文献１、２、３、４など）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５７−４４１３７号公報
【特許文献２】
特開平１−２７６０４４号公報
【特許文献３】
特開昭５７−１２５８３２　号公報
【特許文献４】
特開平５−２６８０１　号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属帯を間に挟む金型を用いた摺動試験装置は、大掛かりな装置となり、また、摺動摩擦係数μにより金属帯と金型との２物体間の摺動性を評価するために、例えばコイル状に巻かれた金属帯にコイル潰れが発生するのか、否かを的確に予測するために、必要な金属帯同士の摺動性を評価することができないという問題があった。
【０００６】
また、特開昭５７−４４１３７号公報の傾斜式摺動試験装置は、金属帯から採取した試験片の板厚によって滑り出し角度が変わるため、角度調整に手間が掛かり、また滑り出し角度を調整しないと２物体間の摺動試験が精度よく行えないという問題があった。
また、特開平１−２７６０４４号公報の滑り台式摺動試験装置は、滑り台と、滑り台を自走する台車を必要とし、大掛かりな装置となり、また台車の底部に試験片を取り付ける等、摺動試験を行うのに手間が掛かり、台車の底部に取り付けた試験片を平走部分にきたときに正確に路面と接触させることがなかなか難しいという問題があった。
【０００７】
さらに、特開昭５７−１２５８３２　号公報の傾斜式摺動試験装置は、水平方向に延びる回動軸を中心として回動自在に支持された回動台と、この回動台の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、２物体間の摺動性を評価するに際し、回動台に物体の一方を支持し、回動角度を測定することにより、滑り摩擦係数μを求めている。このため、摺動試験に手間が掛かり、また、滑り摩擦係数μで２物体間の摺動性を評価しているため、コイル状に巻かれた金属帯コイルの潰れを正確に予測することがきるかどうか不明である。
【０００８】
特開平５−２６８０１　号公報に記載の摺動試験装置では、回転軸を中心に揺動する振子の先端に一方の物体（ゴム試料）を装着し、振子を所定の振り上げ高さから振り下ろす揺動中に他方の物体（路面材）を配設し、両物体を摺動させた後の振子の振上がり位置をもってゴム試料の滑り抵抗を測定している。このため、振子の先端に一方の物体（ゴム試料）を装着しなければならず、摺動試験を行うのに手間が掛かり、また振子の先端に装着した物体を、振子運動の経路の途中に配設した物体と接触させるので、金属帯から採取した試験片同士のように薄い物体同士の摺動試験を行うのが困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、例えば金属帯同士の摺動性を評価してコイル状に巻かれた金属帯コイルの潰れが発生するのか、否かを的確に予測することが可能であり、かつ摺動試験を容易に精度よく行える構造が簡単な摺動試験装置および摺動試験方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の通りである。
１．　互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験装置であって、前記２物体を、上下に重ねた状態で摺動方向一端側に載置可能である所定の広さの平坦な上面を有する基台と、該基台の摺動方向一端側に設けられた衝撃力付与手段とを備え、前記基台の上面が水平に設置されていることを特徴とする摺動試験装置。
２．　前記衝撃力付与手段として振子が、支点まわりに振子運動させたとき、前記振子の先端部が上側の物体と当接可能なように設けられていることを特徴とする上記１．に記載の摺動試験装置。
３．　前記２物体のうち、上側の物体に面圧調整用圧子が取り付けられていることを特徴とする上記１．または２．に記載の摺動試験装置。
４．　互いに摺動する２物体間の摺動性を評価する摺動試験方法であって、前記２物体を、上下に重ねた状態で基台の摺動方向一端側に載置し、前記２物体のうち、上側の物体に衝撃力付与手段により摺動方向に向かう所定の衝撃力を与え、上側の物体を滑り出させ、上側の物体が下側の物体から受ける摩擦抵抗により停止するまでの摺動距離を測定し、摺動距離でもって摺動性を評価するようにしたことを特徴とする摺動試験方法。
５．　前記衝撃力付与手段として振子を用い、該振子を支点のまわりに回動させて所定の振子高さとし、次いで自重により支点まわりに振子運動させることを特徴とする上記４．に記載の摺動試験方法。
６．　前記２物体間の接触面圧を面圧調整用圧子を前記２物体のうち、上側の物体に取り付けて調整することを特徴とする上記４．または５．に記載の摺動試験方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、摺動性を評価する２物体を、金属帯コイルの潰れが発生しやすいといわれる亜鉛めっき鋼帯から採取した試験片１、２として説明する。
亜鉛めっき鋼帯は、鋼帯原板にめっき処理ラインにおいて亜鉛めっきを施し、その後張力を付与しつつ、コイル状にマンドレルに巻いた後、マンドレルから抜き出される。そのとき、金属帯間の摩擦抵抗がある限度以下であると、金属帯コイルの潰れが発生することがある。このようなコイル潰れが発生するのか、否かを図１、２に示す摺動試験装置により摺動距離を測定し、摺動距離でもって摺動性を評価するようにしたところ精度よく予測できることが判明した。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る摺動試験装置の構成を示す概略縦断面図であり、図２は、図１に示した摺動試験装置のＸ−Ｘ矢視図である。また、図３は、図１に示した摺動試験装置の振子支持板を示す左側面図である。
実施の形態に係る摺動試験装置は、試験片１、２を上下に重ねた状態で摺動方向一端側に載置可能である所定の広さの平坦な上面を有する基台３と、基台３の一端側に設けた衝撃力付与手段、例えば振子板４を備えている。この基台３は上面が水平に設置され、基台上面に置かれた下側の試験片２上を上側の試験片１が滑る際に、下側の試験片２の滑り出し方向が多少変わった場合でも摺動距離Ａが変わらないようにしている。基台３の上面の広さは、下側の試験片２を基台３の摺動方向一端側の端に合わせて載置し、さらに下側の試験片２上に上側の試験片１を下側の試験片２よりも摺動方向反対側に所定量だけ突出させて重ね、面接触させた状態において、安定して置くことができる所定の広さとされている。
【００１３】
衝撃力付与手段としての振子板４は、図１に示すように、試験片１、２を載置する基台３の摺動方向一端側の上方に支点を有する振子とされている。支点から先端までの振子長さは、支持板７の上端に一方の曲がり部６を引っかけて回動可能に支持し、振子板４を支点のまわりに回動させて所定の振子高さとし、次いで自重により支点まわりに振子運動させたとき、振子板４の先端部が上側の試験片１と当接可能な長さとされている。すなわち、衝撃力付与手段として振子板７が、支点まわりに振子運動させたとき、振子の先端部が上側の試験片１と当接可能なように設けられている。なお、図１で符号５は、振子板４が上側の試験片１と当接する当接部である。また、図１〜３において、符号７は、支持板であり、支持板７は、基台３の一端側に取り付けられている。符号９は、振子振り始め位置規制板８を基台３に取り付けている連結板である。
【００１４】
ここで、振子板４の振子高さは、振子振り始め位置規制板８により振子振幅Ｂを規制することにより、所定値とされている。一方、振子板４の振子運動は、支持板７、もしくは基台３の一端側の側面で規制されている。また、振子板４は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、長さが４ａ、幅が４ｂ、板厚がｔとされ、長さ方向両端部に反対向きに曲げられた曲がり部６を有する。
【００１５】
以上説明したように本発明の実施の形態に係る摺動試験装置は、所定の広さの平坦な上面を有する基台と、基台の一端側に設けた衝撃力付与手段を備え、上面を水平とした装置であって、構造が簡単である。
上述した摺動試験装置を用い、互いに摺動する試験片１、２間の摺動性を評価する摺動試験方法について説明する。
【００１６】
試験片１、２は、上述した亜鉛めっき鋼帯から採取した板厚が同じである金属板であり、上側の試験片１は直径がｄの円盤状とされ、下側の試験片２は、摺動方向長さがＬ、摺動方向に直角な方向の幅がＷの矩形状とされている。試験片２の平面寸法は、試験片１より大きく、試験片２の摺動方向長さＬは、試験片１に衝撃力付与手段により摺動方向に向かう所定の衝撃力を与え、試験片１を滑り出させた場合に、下側の物体から受ける摩擦抵抗により長さＬ内で停止することができる寸法とするのが好ましい。試験片２の摺動方向に直角な方向の幅Ｗは、試験片１が試験片２上から脱落せずに摺動試験が行える程度に直径ｄより大くした適宜な寸法とすることができる。図１、図２中、符号１、１’は、摺動試験前、後の上側の試験片を示し、１０、１０’は、摺動試験前、後の面圧調整用圧子を示す。面圧調整用圧子は、試験片間の接触面圧を調整するものである。
【００１７】
先ず、試験片１の板厚に応じて試験片間の接触面圧を所定の面圧とすることができる錘１０を選定し、上側の試験片１上に取り付ける。
次いで、試験片１、２を上、下に重ね、かつ試験片１の方を試験片２よりも摺動方向反対側に突出させ、面接触させた状態で基台３に載置し、上側の試験片１の突出側に振子板４により摺動方向に向かう所定の衝撃力を与え、上側の物体を滑り出させる。滑り出た上側の試験片１が下側の試験片２から受ける摩擦抵抗により停止してから摺動距離Ａを測定し、１つの摺動データを得、一回の摺動試験を終了する。摺動距離Ａでもって摺動性を評価するに際し、１つの摺動データで評価することもできるが、一回目と同じ試験片１、２を用い、上述した摺動試験を複数回繰り返し、得られた複数の摺動データで摺動性を評価するのがよりよい。いずれの場合においても、摺動距離Ａでもって摺動性を評価する。
【００１８】
その際、衝撃力付与手段として振子を用い、支点のまわりに回動させて振子振幅Ｂに応じた所定の振子高さとし、次いで自重により支点まわりに振子運動させるようにしている。このため、所定の衝撃力を確実に与えることができるので好ましい。また、試験片１、２間の摺動性を評価するに際し、面圧調整用圧子、例えば錘１０を上側の試験片１上に取り付けて、試験片１、２間の接触面圧を所定の面圧とすることにより、試験片１の板厚が変わった場合でも試験片間の接触面圧を容易に所定の面圧として摺動試験が行えるので好ましい。試験片１と錘１０とは、両面テープ等を使用して取り付けることができる。
【００１９】
このように上述した摺動試験装置およびそれを用いた摺動試験方法によれば、摺動試験を容易に行うことができ、また摺動距離は長さを測るスケール等により精度よく測定できるので、摺動試験の精度がよい。また、実施例で述べる通り、摺動距離Ａでもって摺動性を評価するので摩擦係数で摺動性を評価する場合より、金属帯コイルの潰れを的確に予測できる。
【００２０】
以上の説明では、摺動性を評価する２物体を金属帯コイルの潰れが発生しやすいといわれる亜鉛めっき鋼帯から採取した試験片１、２としたが本発明に用いる２物体は、これに限定されることはない。
【００２１】
【実施例】
図１〜４に示した摺動試験装置を用い、亜鉛めっき鋼帯の品種Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからそれぞれ採取した試験片１、２の摺動試験を行った。摺動試験装置の基台３は、摺動方向長さを３００ｍｍ　、摺動方向と直角な方向の幅を１３０　ｍｍ、厚みを２ｍｍとした鋼板とした。また、振子４を板厚が２ｍｍの鋼板により形成し、振子板とした。振子４の長さ４ａを２００ｍｍ　、幅４ｂを５０ｍｍ、曲がり部６は２５ｍｍとした。振子支持板７は基台３の一端側に取り付け、また高さが１１５ｍｍ　の振子振り始め位置規制板８は振子振幅Ｂが１５０ｍｍ　となるように連結板９を介して基台３の一端側に取り付けた。このような実施例の摺動試験装置の基台３上に直径ｄが５０ｍｍの円盤状試験片１と、摺動方向長さＬが５００ｍｍ　、摺動方向に直角な方向の幅Ｗが１００　の矩形状に形成した試験片２とを重ね、試験片１の一端側が振子支持板７から５ｍｍだけ反摺動方向に出るようにセットし、試験片１の一端側に振子板により摺動方向に向かう所定の衝撃力を与え、試験片１を滑り出させ、その後、試験片１が停止してから摺動距離Ａを測定し、１つの摺動データを得た。この摺動試験を１０回繰り返し、得た摺動距離Ａの平均値で試験片１、２間の摺動性の評価を行い発明例とした。なお、ここで摺動距離Ａは、図１に示すように、支持板７から試験片１’までの摺動方向距離、すなわち最短距離とした。
【００２２】
その結果を図５に示す。なお、発明例における試験片２は、亜鉛めっき鋼帯の各品種Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから複数枚採取し、試験片１は、複数枚採取した試験片２の一部を打ち抜くことにより作成した。接触面圧の調整は、錘１０は試験片１と合わせた合計質量が５７〜５８ｇとなるようにし、かつ試験片１、２の接触面が亜鉛めっき鋼帯の表面と裏面となるようにした。
【００２３】
図５から各品種Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの摺動距離Ａのバラツキ（標準偏差：σ）が小さく、摺動試験が精度よく行えていることがわかる。また、各品種Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて、それぞれ１０回の摺動試験を少ない労力で容易に行えた。
また、コイルの潰れが実際にめっきラインで発生しているか、否かについて調査した結果と上記摺動距離Ａの平均値とを比較して表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示す結果から発明例の摺動性の評価では、摺動距離Ａの平均値が２００ｍｍ　以上となるとコイルの潰れが発生し、２００ｍｍ　未満ではコイルの潰れが発生することがないと的確に予測できる。
一方、発明例と同じ品種の亜鉛めっき鋼帯について、金属帯を間に挟む金型を用いた摺動試験装置を用い、金属帯と金型との接触面に与える垂直荷重Ｐと金属帯を摺動する際に発生する摩擦抵抗Ｆとを測定して得た摺動摩擦係数μ＝Ｆ／Ｐの値を従来例として表１中に合わせて示した。従来の摺動試験では、一回の摺動試験を行う毎に金型に金属帯をセットしたり、摺動試験後に金型を手入れしたりするのに多くの労力を要した。また、従来例の摺動性の評価では、品種Ｂの摺動摩擦係数μが品種Ｃのそれより大きく、品種Ｃがコイルの潰れが発生していないことから品種Ｃより摺動摩擦係数μが大きい品種Ｂは、コイルの潰れが発生しないものと予測されるものの、実際には品種Ｂではコイルの潰れが発生しているので、的確に予測することができなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の摺動試験装置によれば、構造が簡単な装置とすることができ、この試験装置を用いた本発明の摺動試験方法によれば、摺動試験を容易にかつ精度よく行える。さらに、本発明の摺動試験装置および摺動試験方法によれば、金属帯コイルの潰れが的確に予測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る摺動試験装置の構成を示す概略縦断面図である。
【図２】図１に示した摺動試験装置のＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】図１に示した摺動試験装置の振子支持板を示す左側面図である。
【図４】図１に示した摺動試験装置の振子の形状を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】実施例の摺動試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１、１’　上側の試験片（上側の物体）
２　下側の試験片（下側の物体）
３　基台
４　振子
５　上試験片との当接部
６　曲がり部
７　支持板
８　振子振り始め位置規制板
９　連結板
１０、１０’　錘（面圧調整用圧子）
Ａ　摺動距離
Ｂ　振子振幅
ｄ　上側の試験片の直径
Ｌ　下側の試験片の摺動方向長さ
Ｗ　下側の試験片の幅
【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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