(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料間の摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、測定物を移動テーブルに装着し、前記移動テーブルを移動する手段と、両端に重りを備えていて回転自在に支持されているバーと、前記バーの一端側にアームが垂下され、前記測定物に対して遠近方向に回動できる前記アームと前記アームの先端に前記測定物の表面を押圧する測定片と加熱手段とを備えた測定子を設け、前記測定子は揺動機構により前記アームに対して揺動可能になっていることを特徴とする摩擦係数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム、シート、薄板状材料等の摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄板状材料等の摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置では、測定物に接触する測定子は、アーム先端に固定され、測定物の表面に対して垂直方向上下に移動できるタイプであったり、測定物の表面に対して回動できるタイプであった。更に広範囲の温度条件下で摩擦係数を測定するには特開昭５４−８１８８９の様に特定の温度条件に設定できる恒温槽内に測定子や測定物および検出器等を備えた摩擦係数測定装置もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、アームが測定物の表面に対して垂直でなかったり、測定物の表面に傾斜があったりすると、測定物の表面と測定片との間で片当たりが発生し、正確な摩擦係数の測定ができないという問題が生じた。
【０００４】
例えば、厚さ数μm〜数十μmのプラスチックフィルムの片面に感熱転写インクを塗布した感熱転写インクリボンとサーマルヘッドを使用して紙に印字するプリンターでは、印字中のインクリボンの走行状況を把握するため、インク塗布面の背面側のフィルム面とヘッド面との間の摩擦係数を測定する必要がある。この測定時、薄いフィルムの表面に対してヘッド表面と同材質の測定片が少しでも傾いていると、押圧しても片当たりして正確な摩擦係数は測定できなかった。更に印字中のサーマルヘッドと同じ温度である３００〜４００℃もの高温に測定片を加熱して、リボンの摩擦係数を高精度で短時間に測定することが必要になってきた。従来の恒温槽を備えた摩擦係数測定装置では、測定子や測定物および検出器とその配線等が恒温槽内に備えられているので、３００〜４００℃に加熱することは困難であった。仮に測定子のみ槽内で加熱ができたとしても、槽内空気を加熱して測定子の温度を上昇させるので時間がかかり検査コストがかかってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、アームが測定物の表面に対して傾斜していても、また測定物の表面が傾斜していても、測定片を測定物の表面に対して容易に均等に押し当てることができ、摩擦係数を正確に測定できる。また測定片を直接加熱することができるので、測定片自身の加熱が短時間で終了し、高温での摩擦係数が測定可能となる摩擦係数測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、材料間の摩擦係数を測定する摩擦係数測定装置において、測定物を移動テーブルに装着し、前記移動テーブルを移動する手段と、両端に重りを備えていて回転自在に支持されているバーと、前記バーの一端側にアームが垂下され、前記測定物に対して遠近方向に回動できる前記アームと前記アームの先端に前記測定物の表面を押圧する測定片と加熱手段とを備えた測定子を設け、前記測定子は揺動機構により前記アームに対して揺動可能になっていることを特徴とする摩擦係数測定装置によって、前記の課題を解決した。
【０００７】
【作用】
本発明では、測定子は、アームに対して揺動可能に取り付けられているので、測定子の先端に取り付けられている測定片が測定物の表面に押し当てられれば、直角でなくても、測定子自身が揺動して測定物の表面に直角に押し当てられる。
そのため、アームが測定物の表面に対して傾斜していても、また測定物の表面に傾斜があっても、アームを回動させて測定子を測定物に押し当てれば、常に測定物の表面の幅方向全面に測定片が均等に押圧されて、摩擦係数を正確に測定できる。また、測定片はヒーターで直接加熱しているので、測定片自身を短時間に効率良く高い温度まで加熱することができる。そのため、高温度での測定ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の摩擦係数測定装置の概略図である。図１に示すように、本実施形態の摩擦係数測定装置１は、ベース１６の上方に測定物４を装着する移動テーブル１０が設けられている。移動テーブル１０は、下部にナット１４が設けられ、そのナット１４とベース１６上のモータ１５の駆動軸と直結されたボールねじ１３とが組み合わされているので、モータ１５でボールねじ１３が回転すると一定速度でベース１６と平行に移動する。移動テーブル１０上には測定物４を取り付けるクランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃが３カ所備えられていて、第１と第２のクランプ１１ａ、１１ｂは移動テーブル１０に固定されていて、第３のクランプ１１ｃは移動テーブル１０の一端にバネ１２の力で測定物４を延ばす方向に引っ張ることができるクランプ台１９の上に取り付けられている。これは移動テーブル１０の上に測定物４を置き、測定物４の一端を第１のクランプ１１ａで止め、次に第３のクランプ１１ｃで測定物４の他端を止めると、第３のクランプ１１ｃの突出棒がクランプ台１９のストッパを押し、自動的にクランプ台１９をバネ１２の力で測定物４を延ばす方向に引っ張り弛みをなくす。その後、第２クランプ１１ｂで測定物４を固定する。こうすると、第１と第２のクランプ１１ａ、１１ｂ間の測定物４は弛みがなくなる。
【０００９】
移動テーブル１０の上方には、天秤棒のようにバランスするため両端に重り７、７１を備えたバー６があり、重り７１は他端の重り７よりも少し重くしてある。もちろん両重り７、７１は任意の重りに変えられる。
バー６は、移動テーブル１０の後方（図１の紙面の奥側）においてベース１６より上方に立ち上がった支柱（番号表示せず）の上部にヒンジを介して測定物４に対して遠近方向（図１の紙面の上下方向）に揺動する揺動部材（番号表示せず）があり、その揺動部材の中央部に設けられた支点１７により、遠近方向とは直角方向（図１の紙面と平行方向）に回転自在に支持されていて、バー６の一端にある重り７１の下方側には、先端に測定子２を備えたアーム３が垂下されている。
この揺動部材の右端付近には、揺動部材を遠近方向に揺動させるための取っ手５が取り付けられている。この取っ手５は、手前から揺動部材を貫通して、揺動部材の右側後方にある支柱の一部である角状部材の穴に取っ手５の先端が挿入できるようにしているので、取っ手５を押し、先端を穴に挿入すると揺動部材の揺動を停止できるようになっている。この穴は、少なくとも測定しない時に先端が挿入される穴と測定する時に先端が挿入される穴とが設けらている。このように、取っ手５とバー６とは揺動部材を介して取り付けられている。
測定前は、この取っ手５の先端は測定しない時の穴に挿入されていて、測定子２と移動テーブル１０との間は、図３の二点鎖線で表示されているように大きな空間が生じていて、測定物４を容易に取り付けたり取り外したりすることができる。
測定する時は、測定物４を移動テーブル１０に前記のように取り付けた後、取っ手５を引いて、先端を測定しない時に挿入していた穴から外し、図３の一方向矢印で示される方向へ回動させた後、取っ手５を押して、先端を測定する時の穴に挿入する。そうすると、バー６に垂下されたアーム３の先端にある測定子２は、測定物４の幅方向から測定物４表面の上付近に移動させることができる。
その後、揺動部材の左端に回転自在に備えられた荷重解除部１８を回転操作するが、この荷重解除部１８は偏心した円盤であるので、測定しない時は偏心した円盤の長い半径外周部がバー６の重り７側を上方から押し付けることで、バー６を支点１７を中心に回転させて、重り７１側（測定子２側）を持ち上げ、測定子２を移動テーブル１０に接触させないようにしている。
測定する時は、前記のように測定子２を測定物４表面の上付近に移動させた後、荷重解除部１８を回転操作することで長い半径外周部がバー６から離れると、支点１７により回転自在に支持されているバー６の測定子２側は、持ち上げられていた位置から天秤棒のようになり、前記の重り７１のほうが重り７よりも少し重いことから、両者の荷重差により測定子２が測定物４の上方から降りてきて、測定子２の先端に直接固定されている測定片２１が測定物４の表面に接触する。
そうすると、測定子２は連結部８によりアーム３に対して揺動可能（図３の測定子２が両矢印方向に揺動する）に取り付けられているので測定物４の表面に測定片２１が均等に接触することとなる。もちろん測定子２には、測定片２１の上面に接するようにヒーター２２が取り付けられている。次に、モータ１５を駆動して、移動テーブル１０を測定物４の長手方向に一定速度で移動させることで、測定片２１と測定物４との間の静摩擦係数や動摩擦係数をロードセルを使用して測定できる。もちろん、測定子２に備えられた測定片２１は任意の材料に交換でき、ヒーター２２も取り外し可能である。
【００１０】
以下に本発明の実施例を説明する。一例として、熱転写記録媒体であるインクリボンのインク面の背面に塗布された耐熱保護層の摩擦係数の測定について説明をする。インクリボンに使用される厚さ４．５μmのプラスチックフィルムに耐熱保護層を設け、幅１２．７ｍｍで長さ３５０ｍｍに切断したフィルムを移動テーブル１０の上にある第１のクランプ１１ａで止め、次に第３のクランプ１１ｃでフィルムを止めると、第３のクランプ１１ｃに付随した突出棒がクランプ台１９のストッパを押し、自動的にクランプ台１９をバネ１２の力でフィルムを延ばす方向に軽く引っ張り弛みをなくす。その後、第２クランプ１１ｂでフィルムを止めて、耐熱保護層付きフィルムを固定する。ヒーター２２と接した測定片２１でフィルム表面上に４．４５Ｎの荷重を掛け、測定温度は常温〜３４０℃、移動速度は２．５〜２００ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の特定値での静摩擦係数や動摩擦係数を測定する。
【００１１】
【発明の効果】
以上のような本発明の摩擦係数測定装置によると、測定子がアームに対して揺動可能であるから、測定片が測定物の表面に均等に接触するので、摩擦係数を正確に測定できる。また測定片を直接加熱するので、測定片自身の加熱が短時間で終了し効率良く高温度での測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摩擦係数測定装置の概略を示す側面図である。
【図２】本発明の摩擦係数測定装置の概略を示す一部切り欠き平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図で回動できるアームと測定子部分の拡大図である。
【符号の説明】
１  摩擦係数測定装置
２  測定子
２１  測定片
２２  ヒーター
３  アーム
４  測定物
５  取っ手
６  バー
７、７１  重り
８  連結部
１０  移動テーブル
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  クランプ
１２  バネ
１３  ボールねじ
１４  ナット
１５  モータ
１６  ベース
１７  支点
１８  荷重解除部
１９  クランプ台
【図１】
0003828780.tif 000002
【図２】
0003828780.tif 000003
【図３】
0003828780.tif 000004