(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることにより該潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法であって、
前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧して該金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときの該金属試験片の表面拡大比および該金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする潤滑剤評価方法。
【請求項２】
前記塑性加工は、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間で該金属試験片が挟圧されることによって行われるものである請求項１の潤滑剤評価方法。
【請求項３】
前記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧して該金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内から該金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする請求項１の潤滑剤評価方法。
【請求項４】
前記塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間で該金属試験片が挟圧されることによって行われるものである請求項３の潤滑剤評価方法。
【請求項５】
前記傾斜押圧面は、５乃至７０度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられている請求項２または４の潤滑剤評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性加工を容易とするための潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることにより、その潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、線材の引き抜き、伸線、圧延等の塑性加工を容易とするために、リン酸亜鉛、２硫化モリブデン等の固体潤滑剤、鉱油、油脂、界面活性剤等の液状潤滑剤等の潤滑剤が金属素材の表面に被着させて用いられている。このような塑性加工を容易とするための潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法は、リング圧縮試験法、ボール通し試験法、スパイク試験法、テーパーカップ試験法などが提案されている。たとえば、スパイク試験法は特許文献１に示されるものであり、テーパーカップ試験法は特許文献２に示されている。
【特許文献１】特許第３２２７７２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１２２９６号公報
【０００３】
上記特許文献１に示されるスパイク試験法は、水平面に対して小さく傾斜した上方ロート部分と水平面に対して大きく傾斜した下方ロート部分とがアール（Ｒ）を介して連続的に接続されたロート状の内周面を有するダイに円柱状の金属試験片を載せ、潤滑剤の適用下でその金属試験片をダイに押し込んでスパイクを形成した後、成形された金属片を逆の方向から突き出す操作を行い、一定の押し込み量を達成するのに要した荷重、突き出すに要する荷重に基づいて金属試験片の端面に被着された潤滑剤の性能を評価するものである。
【０００４】
また、特許文献２に示されるテーパーカップ試験法は、前端面および側面が金型により拘束されている金属試験片に対して、解放されている金属試験片の後端面から、先端ほど小径となるテーパ面を有するパンチを用いて後方押し出し加工を行い、そのときの成形荷重またはストリッパ荷重に基づいて金属試験片の端面に被着された潤滑性能を評価するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の潤滑剤評価方法では、金属試験片の端面に塑性変形が加えられることによりその端面に被着された潤滑剤の潤滑性能を評価できるのであるが、金属試験片の側面に被着されたときの潤滑剤の潤滑性能を評価することが困難であった。このため、線材の引き抜き加工、伸線加工、圧延加工などにおいて線材の外周面に用いられる潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができなかった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる潤滑剤評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための請求項１に係る発明の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価方法であって、前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときのその金属試験片の表面拡大比およびその金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の要旨とするところは、上記請求項１に係る発明の塑性加工は、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の要旨とするところは、請求項１に係る発明において、さらに、前記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の要旨とするところは、請求項３に係る発明の塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明の要旨とするところは、前記請求項２または４において、前記傾斜押圧面は、５乃至７０度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときのその金属試験片の表面拡大比およびその金属試験片に対する押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片の中間部である側面に被着された潤滑剤の潤滑性能がその中間部から外周側へフランジ状に突出させる塑性加工での金属試験片の表面拡大比に対して密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記塑性加工が、押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間で金属試験片が挟圧されることによって行われることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第１金型と第２金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記金属試験片をその一端部が底付嵌合穴内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧してその金属試験片の中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片の一端部の外周面とそれが嵌め入れられた底付嵌合穴の内周面との間の強固な締まり嵌め状態から、その底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重に対して潤滑剤の潤滑性能が密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記塑性加工は、前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第１金型と、前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型との間でその金属試験片が挟圧されることによって行われることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第１金型と第２金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明の潤滑剤評価方法によれば、前記傾斜押圧面は、５乃至７０度の角度範囲で、前記押圧方向に直交する面に対して傾斜させられていることから、金属試験片から離れるほど狭くなる第１金型と第２金型との間の隙間を通して金属試験片の中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に適切に反映される。
【００１７】
ここで、好適には、前記第２金型において、前記テーパ状押圧面の外周に隣接して、押圧方向に直交する円環状の平坦面が設けられる。このようにすれば、塑性変形の終期において負荷が急上昇することが回避される。
【００１８】
また、好適には、前記第２金型において、前記テーパ状押圧面の内周に隣接して、金属試験片の他端部を嵌め入れるための有底嵌合穴が設けられる。このようにすれば、塑性変形に際して、金属試験片の他端部の第２金型に対する位置決めが安定して行われる。
【００１９】
また、好適には、前記請求項１に係る発明の潤滑剤評価方法が好適に実施される装置発明すなわち潤滑剤評価装置の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価装置であって、(a) 押圧方向に対して直角な押圧平面を有する第１金型と、(b) 前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型と、(c) その第１金型と第２金型との間で前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧したときの挟圧力すなわち押圧荷重を検出する荷重センサとを含み、その荷重センサにより検出された押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
【００２０】
また、好適には、前記請求項３に係る発明の潤滑剤評価方法が好適に実施される装置発明すなわち潤滑剤評価装置の要旨とするところは、潤滑剤が外周面に被着されている柱状の金属試験片を塑性変形させることによりその潤滑剤の潤滑性能を評価する潤滑剤評価装置であって、(a) 前記金属試験片の一端部を嵌め入れる底付嵌合穴と押圧方向に対して直角な押圧平面とを有する第１金型と、(b) 前記金属試験片の軸心を中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面を有する第２金型と、(c) その第１金型と第２金型との間で前記金属試験片をその両端面から一定のストロークで挟圧した後で、前記底付嵌合穴内からその金属試験片の一端部を突き出すときの突出し荷重を検出する荷重センサとを含み、その荷重センサにより検出された押圧荷重に基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することを特徴とする。
【００２１】
また、好適には、前記第１金型に設けられた有底嵌合穴の底面はその第１金型に摺動可能に嵌合されたノックアウトピンの先端面により構成され、そのノックアウトピンによって塑性変形後の金属試験片の一端部が上記底付嵌合穴内から突き出される。これにより、前記荷重センサは、そのノックアウトピンに設けられる。
【００２２】
また、好適には、前記第１金型には、その第１金型を前記潤滑剤が適用される加工状態での温度に保持させるための加熱装置が備えられる。このようにすれば、潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例である潤滑剤評価装置１０の構成を説明する図である。この潤滑剤評価装置１０は、プレス装置と同様に構成されており、基台１２によって位置固定に支持された下型１４と、その下型１４の上方に設けられ、下型１４に対して接近離隔方向すなわち上下方向に移動可能に設けられた図示しないラムに固定されることにより往復動される上型パンチ１８と、電動機およびそれにより駆動されるクランク機構などから構成され、プレス起動操作毎に上型パンチ１８をその上昇位置および下降位置との間の一定のストロークで往復駆動する金型駆動装置２０とを備えている。本実施例では、上記下型１４が第１金型に対応し、上記上型パンチ１８が第２金型に対応している。
【００２５】
図２の左半分は上記上型パンチ１８がその上昇位置にある状態を示し、図２の右半分は上記上型パンチ１８がその下降位置にある状態を示している。図２に詳しく示すように、下型１４は、上記上型パンチ１８の軸心Ｃに対して直交する押圧平面２２と、その軸心Ｃと同心の貫通穴２４と、その貫通穴２４内に摺動可能に嵌め入れられ且つ油圧アクチュエータ２６により軸心Ｃ方向に駆動されるノックアウトピン２８とを備えている。このノックアウトピン２８は、油圧アクチュエータ２６により、その先端面３０が上記押圧平面２２よりも所定寸法だけ低い下端位置と、その押圧平面２２よりも所定寸法だけ高い上端位置との間で駆動される。待機期間および押圧期間では、先端面３０が上記押圧平面２２よりも所定寸法だけ低い下端位置とされるので、底面として機能するその先端面３０と内壁面として機能する貫通穴２４の内周面とにより有底嵌合穴Ｂが構成される。すなわち、待機期間および押圧期間では、下型１４の押圧平面２２の中央部には、軸心Ｃと同心の有底嵌合穴Ｂが設けられている。
【００２６】
上記ノックアウトピン２８の先端部には、そのノックアウトピン２８の突き出し荷重すなわち先端面３０に加えられる荷重を検出するための第１荷重センサ３２が設けられている。上記有底嵌合穴Ｂ内に対して圧入された後述の塑性変形後の円柱状の金属試験片Ａの一端部（下端部）は、ノックアウトピン２８の先端面３０によってその底付嵌合穴Ｂ内から突き出される。このときの突き出し荷重が上記第１荷重センサ３２によって検出されるようになっている。この第１荷重センサ３２は、たとえばよく知られたロードセルにより構成される。
【００２７】
上記下型１４内の貫通穴２４から所定距離離れた外周位置には、複数個のヒータ３４が埋設されるとともに、その複数個のヒータ３４に駆動電力を供給する温度制御装置３６によって下型１４の温度が予め設定された温度に維持されるようになっている。温度制御装置３６には、下型１４に設けられた図示しない温度センサにより検出された実際の温度を示す信号と図示しない温度設定器により設定された目標温度を示す信号とが供給され、実際の温度が目標温度と一致するように複数個のヒータ３４の出力エネルギが調節されるようになっている。上記目標温度は、通常、評価しようとする潤滑剤の適用が予想される塑性加工時の金属の温度に設定される。
【００２８】
前記上型パンチ１８は、先端面に図３に拡大して示す断面形状の押圧面を有するパンチ３８と、そのパンチ３８を保持するパンチホルダ４０と、下型１４とパンチ３８との間で円柱状の金属試験片Ａを挟圧するプレス加工時にパンチ３８が受ける軸心Ｃ方向の荷重すなわちパンチ３８の押圧荷重を検出するためにパンチ３８に設けられた第２荷重センサ４２とを備えている。この第２荷重センサ４２も、たとえばロードセルにより構成される。
【００２９】
上記パンチ３８の先端面には、軸心Ｃと同心であって貫通穴２４と同径の比較的浅い位置決め穴の底面を構成する受面４４と、その受面４４の外周側に隣接し、外周側に向かうほど下型１４側へ向かうように軸心Ｃを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面４６と、その傾斜押圧面４６の外周側に隣接し、軸心Ｃに直交する平面である環状平面４８と、その環状平面４８の外周側に隣接し、外周側に向かうほど下型１４から離隔するように軸心Ｃを中心としてテーパ状に傾斜する逃げ面５０とが設けられている。上記傾斜押圧面４６の軸心Ｃに直交する平面に対する角度αは、金属試験片Ａの塑性変形時に中間部が外周側へフランジ状に突き出すときの成形負荷すなわち押圧荷重を滑らかに上昇させるためのものであり、５°乃至７０°の範囲内で設定されている。
【００３０】
図１に戻って、制御装置５２は、マイクロコンピュータ或いはシーケンサなどにより構成されたものであり、プレス起動操作毎に操作される起動釦５４からの信号に応答して予め設定されたプログラムたとえば図４に示すフローチャートに従って金型駆動装置２０および油圧アクチュエータ２６の作動を制御し、潤滑剤評価作動を実行させる。すなわち、先ず、潤滑剤評価の準備工程として、潤滑剤が外周面に被着された円柱状の金属試験片Ａの一端が下型１４の有底嵌合穴Ｂ内に装入され、相互の軸心が一致するように位置決めされる。図２の左側はこの状態を示している。
【００３１】
この状態で図４のステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、評価開始操作すなわちプレス起動操作が行われたか否かが起動釦５４からの信号に基づいて判断される。このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、塑性加工工程或いは塑性加工手段に対応するＳ２において、１サイクルのプレス手順が開始されて金型駆動装置２０により上型パンチ１８すなわちパンチ３８が図２の右側に示す下降位置まで下降させられ、下型１４の有底嵌合穴Ｂ内に一端部が嵌め入れられた円柱状の金属試験片Ａがその軸心Ｃ方向に予め設定された一定距離だけ１秒程度の一定の押圧期間で圧縮されて一定量の塑性変形が行われる。この塑性加工すなわちプレス加工では、図２の右側に示すように、金属試験片Ａの中間部が外周側へフランジ状に突出させられる塑性変形が行われる。次いで、押圧荷重検出工程或いは押圧荷重検出手段に対応するＳ３では、このときのパンチ３８の押圧荷重ＷＰ（ton ）が第２荷重センサ４２からの信号に基づいて逐次検出され、その最大値である最大押圧荷重ＷＰｍａｘが記憶される。この押圧荷重ＷＰは押圧期間の開始時点からの経過に伴って上昇し、その押圧期間の終期に最大押圧荷重ＷＰｍａｘに到達する。
【００３２】
続くＳ４では、金型駆動装置２０によりパンチ３８が図２の左側に示す上昇位置まで戻される。次に、突出し工程或いは突出し手段に対応するＳ５では、油圧アクチュエータ２６によりノックアウトピン２８がその先端面３０が押圧平面２２よりも高くなる位置まで下型１４から突き出され、上記Ｓ２において塑性変形させられて下型１４の有底嵌合穴Ｂに食い付いている金属試験片Ａの下端部が下型１４から突き出されるとともに上昇させられて離隔させられる。続いて、突出し荷重検出工程或いは突出し荷重検出手段に対応するＳ６において、その時のノックアウトピン２８の突き出し荷重ＷＥ（ton ）が第１荷重センサ３２からの信号に基づいて逐次検出され、その最大値である最大突出し荷重ＷＥｍａｘが記憶される。この突出し荷重ＷＥは突出し期間の開始時点で急上昇して最大突出し荷重ＷＥｍａｘに到達し、その後は零に向かって減少する。
【００３３】
続くＳ７では、油圧アクチュエータ２６によりノックアウトピン２８が図２の左側に示す当初の下降位置まで戻される。そして、評価工程或いは評価手段に対応するＳ８では、上記最大押圧荷重ＷＰｍａｘおよび最大突出し荷重ＷＥｍａｘを用いて、円柱状の金属試験片Ａの側面に塗着されていた潤滑剤を評価可能な判定或いは表示が行われる。たとえば、最大押圧荷重ＷＰｍａｘおよび最大突出し荷重ＷＥｍａｘを潤滑剤の種類間の差異を表すグラフ表示が出力されたり、最大押圧荷重ＷＰｍａｘ或いは最大突出し荷重ＷＥｍａｘが予め設定された評価基準値を上回るか否かが判定され、その判定結果が潤滑剤の種類毎に表示される。上記最大押圧荷重ＷＰｍａｘは、金属試験片Ａの塑性変形中の表面の摩擦係数変化や焼付きの有無を反映する。上記最大突出し荷重ＷＥｍａｘは焼付性を反映する。
【実施例】
【００３４】
材質がＳ１５Ｃ、硬さがＨＲＢ６７である、直径１１．８３ｍｍφ、高さ２４ｍｍの金属試験片に対して異なる潤滑剤を側面すなわち外周面に被着させ、下型１４の底付嵌合穴Ｂの深さを３ｍｍ、パンチ３８の受面４４の直径を１２．５ｍｍφ、傾斜押圧面４６の幅寸法［＝（外径−内径）／２］を４ｍｍφ、傾斜押圧面４６の角度αを３０°、環状平面４８の幅寸法を３ｍｍφとした図１に示す潤滑剤評価装置１０を用いて行った潤滑剤評価試験を以下に説明する。
【００３５】
先ず、燐酸亜鉛被膜を側面に被着させた金属試験片Ａ１、Ｎａ石鹸被膜を側面に被着させた金属試験片Ａ２、Ｓ系油被膜を側面に被着させた金属試験片Ａ３の３種類の試料を用意した。上記金属試験片Ａ１は、燐酸亜鉛被膜処理により燐酸亜鉛被膜が形成されたものである。上記金属試験片Ａ２は、線材にナトリウム石鹸被膜を付着させた上にステアリン酸カルシウム粉末をまぶしながら１１．８３ｍｍφの直径に線引きし、２４ｍｍの長さに切断したものである。上記金属試験片Ａ３は、極圧添加剤として硫黄（３０wt％）を用いた潤滑油であり、ハケ塗りによりＳ系油被膜が形成されたものである。
【００３６】
次いで、下型１４の温度を１５０℃に保持し、上記３種類の金属試験片Ａ１、Ａ２、Ａ３を、下型１４の有底嵌合穴Ｂの底面と下降位置におけるパンチ３８の受け面４４との間隔すなわちギャップＧ（ｍｍ）を複数種類に変えて塑性変形させたときの最大押圧荷重ＷＰｍａｘを測定した。図５は、塑性変形後の試験片高さＨ（ｍｍ）と最大押圧荷重ＷＰｍａｘとの二次元座標において、上記の測定結果を示している。上記塑性変形後の金属試験片高さＨは最大表面拡大比ＲＳｍａｘに対応しているため、図５の二次元座標の塑性変形後の試験片高さＨを示す軸に替えて最大表面拡大比ＲＳｍａｘを示す軸が用いられてもよい。図５の二次元座標の下辺に塑性変形後の金属試験片高さＨを示す軸が上辺に最大表面拡大比ＲＳｍａｘを示す軸が示されている。
【００３７】
図６および図７は、表面拡大比ＲＳおよび最大表面拡大比ＲＳｍａｘを説明するための有限要素法を用いて解析した図である。図６および図７において、細かな点Ｐは、塑性変形前の円柱状金属試験片の側面において軸心Ｃ方向に等区分された各有限要素の境界に付されることによって等間隔であったものが、塑性変形後において側面がフランジ状に変形させられた結果、不等間隔とされた状態を示している。図６は押圧による塑性変形途中である状態を示し、図７は塑性変形がさらに進んだ変形完了状態を示している。上記表面拡大比ＲＳとは、一対の点Ｐで挟まれた各区分毎の円環状の表面積の変化の割合であって、塑性変形後の面積／塑性変形前の面積である。図６では、区分ａの表面拡大比ＲＳは１．０１であり、区分ｂの表面拡大比ＲＳは５．６５であり、その区分ｂの表面拡大比ＲＳが最大表面拡大比ＲＳｍａｘである。また、図７では、区分ｃの表面拡大比ＲＳは２．０１であり、区分ｄの表面拡大比ＲＳは１３．８であり、その区分ｄの表面拡大比ＲＳが最大表面拡大比ＲＳｍａｘである。
【００３８】
図５において、□印は燐酸亜鉛被膜が側面に被着された金属試験片Ａ１の値を示し、○印はＮａ石鹸被膜が側面に被着された金属試験片Ａ２の値を示し、△印はＳ系油被膜が側面に被着された金属試験片Ａ３の値を示している。図５の破線は、設定されたギャップＧが同じ条件で塑性変形が行われた試料を示している。下型１４とパンチ３８とのギャップＧが同じで塑性変形が行われても、潤滑剤の影響で押圧後試験片高さＨが相違している。この点において、押圧後試験片高さＨに基づいても潤滑剤の評価が可能であるが、潤滑剤の変化による押圧後試験片高さＨの変化が比較的小さい。図５の１点鎖線は、同じ潤滑剤を用いた場合における押圧後試験片高さＨと最大押圧荷重ＷＰｍａｘとの関係を示している。潤滑剤の変化による最大押圧荷重ＷＰｍａｘの変化が比較的大きく、その最大押圧荷重ＷＰｍａｘを対比したり、予め設定された判定値と比較して判定することにより容易に潤滑剤が評価される。
【００３９】
上述のように、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、金属試験片Ａをその両端面から一定のストロークで挟圧して金属試験片Ａの中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、そのときの金属試験片Ａに対する押圧荷重ＷＰに基づいて前記潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片Ａの中間部である側面に被着された潤滑剤の潤滑性能がその中間部から外周側へフランジ状に突出させる塑性加工に対して密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。
【００４０】
また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、塑性加工が、押圧方向に対して直角な押圧平面２２を有する下型（第１金型）１４と、金属試験片Ａの軸心Ｃを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面４６を有するパンチ（第２金型）３８との間で金属試験片Ａが挟圧されることによって行われることから、金属試験片Ａから離れるほど狭くなる下型１４とパンチ３８との間の隙間を通して金属試験片Ａの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が上記金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。
【００４１】
また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、金属試験片Ａをその一端部が底付嵌合穴Ｂ内に嵌め入れられた状態でその両端面から一定のストロークで挟圧して金属試験片Ａの中間部を外周側へフランジ状に突出させる塑性加工を行い、その底付嵌合穴Ｂ内から金属試験片Ａの一端部（下端部）を突き出すときの突出し荷重に基づいて潤滑剤の潤滑性能を評価することから、金属試験片Ａの一端部の外周面とそれが嵌め入れられた底付嵌合穴Ｂの内周面との間の強固な締まり嵌め状態から、その底付嵌合穴Ｂ内から金属試験片Ａの一端部を突き出すときの突出し荷重に対して潤滑剤の潤滑性能が密接に影響するので、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を正確に評価することができる。
【００４２】
また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば、塑性加工が、金属試験片Ａの一端部を嵌め入れる底付嵌合穴Ｂと押圧方向に対して直角な押圧平面２２とを有する下型（第１金型）１４と、金属試験片Ａの軸心Ｃを中心としてテーパ状に傾斜する傾斜押圧面４６を有するパンチ（第２金型）３８との間でその金属試験片Ａが挟圧されることによって行われることから、金属試験片Ａから離れるほど狭くなる下型１４とパンチ３８との間の隙間を通して金属試験片Ａの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に反映され、塑性加工に際して金属素材の側面に被着される潤滑剤の潤滑性能を一層正確に評価することができる。
【００４３】
また、本実施例の潤滑剤評価方法によれば前記傾斜押圧面４６は、５乃至７０度の角度範囲で、押圧方向である軸心Ｃに直交する面に対して傾斜させられていることから、金属試験片Ａから離れるほど狭くなる下型１４とパンチ３８との間の隙間を通して金属試験片Ａの中間部から外周側へフランジ状に突出させられるので、潤滑剤の潤滑性能を反映する塑性変形負荷が金型の押圧荷重に適切に反映される。
【００４４】
以上、本発明の一実施例を図面い基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４５】
たとえば、前述の実施例において、第１荷重センサ３２はノックアウトピン２８の先端部に設けられていたが、中間部或いは基端部に設けられていてもよい。また、実質的にノックアウトピン２８による突出し荷重が検出されればよいことから、第１荷重センサ３２は、その突出し荷重に対応する量たとえば油圧シリンダ２６の油圧を検出する油圧センサや、その油圧シリンダ２６の取り付け部位に固着されたストレーンゲージなどから構成されてもよい。
【００４６】
また、前述の第２荷重センサ４２はパンチ３８の背面にに設けられていたが、先端部に設けられていてもよい。また、実質的にパンチ３８による押圧荷重が検出されればよいことから、第２荷重センサ４２は、上型パンチ１８が固定された部位に固着されたストレーンゲージや、金型駆動装置２０を構成する電動機の駆動電流センサなどから構成されてもよい。
【００４７】
また、前述の実施例の下型１４の押圧平面２２やパンチ３８の先端面は、他の形状であってもよい。たとえばパンチ３８の先端面は平面に形成され、下型１４の押圧面に傾斜押圧面４６が形成されてもよい。また、下型１４の押圧面およびパンチ３８の先端面はいずれも平面であってもよい。
【００４８】
また、前述の実施例では、金属試験片Ａの外周面に被着された潤滑剤の潤滑性能の評価のために最大押圧荷重ＷＰｍａｘ或いは最大突出し荷重ＷＥｍａｘが用いられていたが、押圧期間内における押圧荷重ＷＰの積算値ΣＷＰ、或いは突出し期間内の突出し荷重ＷＥの積算値ΣＷＥが用いられてもよい。これら押圧荷重ＷＰの積算値ΣＷＰ、或いは突出し荷重ＷＥの積算値ΣＷＥも、上記最大押圧荷重ＷＰｍａｘ或いは最大突出し荷重ＷＥｍａｘと同様に、金属試験片Ａの外周面に被着された潤滑剤の潤滑性能を反映して変化する性質があるので、潤滑剤の潤滑性能の評価に用いられ得る。上記積算値ΣＷＰ或いはΣＷＥは、制御装置５２のマイクロコンピュータにおいてたとえば数ｍｓ程度毎の所定の周期でサンプリング入力される押圧荷重ＷＰ或いは突出し荷重ＷＥを逐次加算することによって得られる。
【００４９】
また、前述の実施例では、パンチ３８は下型１４に向かって下向きに押圧するように構成されていたが、水平方向或いは上向きに押圧するように構成されていても差し支えない。
【００５０】
以上、本発明を詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例が適用される潤滑剤評価装置の構成を説明する全体図である。
【図２】図１の潤滑剤評価装置の下型および上型パンチの作動状態を説明する断面図である。
【図３】図１の潤滑剤評価装置のパンチの先端形状を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の制御装置の作動の要部を説明するフローチャートである。
【図５】異なる潤滑油が被着された金属試験片を、ギャップＧを変化させてそれぞれ塑性変形させたときの実験結果を示す図であって、塑性変形後の金属試験片高さＨと最大押圧荷重ＷＰｍａｘとの関係を示している。
【図６】金属試験片の塑性変形時の表面拡大比を説明する図であって、塑性変形途中である状態を示している。
【図７】金属試験片の塑性変形時の表面拡大比を説明する図であって、塑性変形がさらに進んだ変形完了状態を示している。
【符号の説明】
【００５２】
１０：潤滑剤評価装置
１４：下型（第１金型）
１８：上型パンチ（第２金型）
２２：押圧平面
２４：貫通穴、３０：先端面（有底嵌合穴）
２８：ノックアウトピン
４６：傾斜押圧面
【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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【図７】
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