JP2004301791A - Friction/wear measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種製品に用いられる材料表面の摩擦抵抗または摩耗引掻き抵抗を測定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、各種製品の表面には、さび防止若しくは良好な潤滑状態を保持するために各種の薄膜などが塗布されているが、これに限らず、コーティングが施された各種製品の材料表面の強度や付着力は、摩擦抵抗や摩耗引掻き抵抗を測定することにより行われている。
【0003】
測定方法は、試験片の表面に当接する測定子に垂直荷重を連続的に加えながら行ういわゆる連続荷重測定と、測定子に予め一定の垂直荷重を加えて試験片を移動させながら行う一定荷重測定とが知られている。前記測定方法により試験片の摩擦抵抗または引掻き抵抗を測定する装置としては、例えば、特許文献1が知られている。
【0004】
【特許文献1】特許第2700997号(図2)。
【0005】
前記装置で連続荷重測定を行った後に一定荷重測定を行う場合には、回転分銅を分銅受体に掛止めした後、測定子の受皿に一定重量をした錘を載せて測定子に垂直荷重を加えて試験片を移動させながら測定を行っている。
【0006】
さらに、連続荷重測定を行うための回転分銅の移動と試験片を載せた試験テーブルとを、異なる移動手段を同時に作動させて試験片の連続荷重測定を行う装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献2】実用新案登録第2063398号(図1)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1、2に示した発明・考案は、それぞれ連続荷重測定と一定荷重測定を行うことができ、連続荷重測定後に一定荷重測定を行う場合には、回転分銅を分銅受体に掛け止めし、測定子の受皿に定量の錘を測定する度に交換して測定子に異なる垂直荷重を加えて測定を行っている。そのため、回転分銅の収納と定量の錘の交換作業に手間がかかり、測定に時間がかかって非能率的であった。
【0009】
一定荷重測定は、定量の錘を次から次と交換しながら何度も同じ作業を行うため、測定作業に手間がかかり非能率的であると共に、ある段階の錘の重量で試験片に引掻き傷ができたとしても、重さの異なる錘はグラム単位で変わるため、当該重量で初めて引掻き抵抗が生じたか否かが不明確であるなど正確な測定が困難であった。
【0010】
前記連続荷重測定や一定荷重測定を行う装置では、測定子が試験片の同一軌跡上を一定の荷重、または、荷重を軽重させながら何度も往復動して耐剥離性測定を行うことはできないし、また、試験片の摩擦測定と摩耗深度や摩耗体積の測定を一度に行うことができないなどの問題点を有している。
【0011】
そこで、本発明は、連続荷重変動測定による試験紙の耐剥離性を、摩擦力、摩擦係数、摩耗深度及び摩耗体積として測定及び表示を可能にし、且つ、従来の連続荷重測定と一定荷重測定を行う場合、錘を乗せ換えすることなくスイッチの切換えなどの簡単な操作で能率的に正確な測定データを入手することができる装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、基盤の上面に支持支柱を上下動可能に設け、該支持支柱に試験紙の摩擦・摩耗抵抗などを測定するためのバランスアームを枢動可能に軸支し、該バランスアームの一方に取付けた荷重部の下方で前記基盤の上面に、前記荷重部に取付けた移動分銅と連動する移動テーブルを進退動可能に取付け、前記バランスアームの他方に設けた測定部に取付けた測定子の下方で前記基盤の上面に、試料テーブルを進退動可能に取付け、前記基盤上に軸部を回動可能に取付けた変位測定器の先端に設けた変位計を前記測定子の直上に移動可能に形成し、前記変位測定器の変位計を前記測定子の直上に位置させ、前記試料テーブルと移動テーブルの両方を同時、またはいずれか一方を進退動させることにより試料テーブル上の試験紙の摩擦力、摩擦抵抗、摩耗深度および摩耗体積などを測定および表示可能に設けたことを特徴とする。
【0013】
したがって、試験片の連続荷重変動摩擦・摩耗測定、連続荷重引掻測定及び一定荷重測定などによる摩擦力、摩擦抵抗、摩耗深度および摩耗体積などを容易に測定および表示させることができる。
【0014】
請求項2の発明の前記バランスアームは、中央に位置した軸支部の一方に荷重部、他方に測定部をそれぞれ取付けてなり、前記荷重部の移動分銅の重量と、測定部に取付けたロードセルの測定値容量をそれぞれ相違させた少なくとも二ケ以上のバランスアームを、前記支持支柱に交換可能で枢動可能に軸支するようにしたことを特徴とする。また、前記バランスアームの荷重部を、平行に位置させた一対のスライド軸の一端を前記軸支部に固定し、該スライド軸に前記移動分銅を摺動可能に挿通すると共に、該スライド軸の他端に固定片を取付け、該固定片の他端に前記バランスアームの軸心方向に設けたねじ軸にはバランス微調整用の調整錘を螺合し、前記移動分銅の両側に設けたガイドプーリを前記移動テーブルに取付けたガイド枠のガイド溝に摺動可能に挿通し、この移動テーブルの進退動とバランスアームの上下動に合わせて移動分銅を摺動可能に設けたことを特徴とする。さらに、前記バランスアームの測定部が、略L字型に形成した測定基板の一端を前記軸支部に取付け、該測定基板の裏面に前記移動分銅とバランスさせる固定錘を取付け、測定基板の表面には、前記バランスアームと同一軸心上にロードセルと接続コネクタとを位置し、該ロードセルと直角方向には測定軸を取付け、該測定軸は測定基板に取付けた固定枠にピボット式で枢動可能に軸しされ、この測定軸の先端には測定子を上下方向で摺動可能に取付け、該測定子の上部には感知皿を設け、下部には試験紙上を摺動する針部を着脱可能に取付け、該針部の振動を測定軸と接続コネクタを介してロードセルに伝達し、該ロードセルから前記基盤に内蔵した各種記録表示装置により表示可能に設けたことを特徴とする。さらにはまた、前記変位測定器は、基盤の上面に回動可能に軸支した軸部の上端にL字型に形成した支持軸の一端を取付け、該支持軸の他端に取付けた変位計が前記軸部の回動により前記測定子の直上から離脱可能に形成し、該変位計の下面と前記測定子の感知皿との距離の変位を摩耗深度および摩耗体積として測定及び表示可能に設けたことを特徴とするものである。
【0015】
したがって、簡単に連続荷重変動摩擦・摩耗測定、連続荷重引掻測定及び一定荷重測定を切り替えることができ、且つ、連続荷重引掻測定から一定荷重測定へ切り替える際に移動分銅の収納が不要であると共に、一定荷重測定時の錘の交換作業を不要にして測定作業の向上を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図面により説明すると、図1は本発明の測定装置の正面図、図2は本発明の測定装置の平面図、図3はバランスアームの正面図、図4は荷重部に取付けた移動分銅を示す一部破断した平面図、図5は移動テーブルと移動分銅の移動方向を示す一部破断した側面図、図6は図5のA―A断面図、図7は移動テーブルおよび試料テーブルを駆動させる動力伝達手段を示す説明図、図8は本発明の測定装置の回路図、図9は測定部の平面図、図10は測定子と変位計との位置関係を示す模式図である。
【0017】
測定装置10は、図1、2に示すごとく、基盤11の正面に各種のデータを表示する表示部12を設け、前記基盤11の上面中央に上下動可能に樹立させた支持支柱13に、試験片(図示せず)の摩擦・摩耗抵抗を測定するための軸支部16とバランスアーム15を着脱且枢動可能に軸支してある。バランスアーム15は、中央に設けた軸支部16の一方に荷重部18を、他方に測定部50をそれぞれ取付けて一つのユニットを形成してある。前記荷重部18の下方であって、基盤の上面に移動テーブル30を軸支部16に対して進退動可能に取付け、同じく測定部50の下方には、試料テーブル65を同じく軸支部16に対して進退動可能に取付けてある。
【0018】
図3において、バランスアーム15は、荷重部18の移動分銅25の重量と、ロードセル53の測定値容量とがそれぞれ相違する少なくとも二ケ以上、好ましくは低荷重用(最大荷重50g、ロードセルの最大測定値0.98N)と、高荷重用(最大荷重1000g、ロードセルの最大測定値19.61N)の二種類を用意しておき、試験片の厚さや強度によって任意に交換可能に用意して設けてある。
【0019】
前記バランスアーム15の荷重部18は、平行に位置させた一対のスライド軸19の一端に軸支部16を固定し、該スライド軸の他端に固定片20を取付け、該固定片の他端には、前記バランスアーム15の軸心方向に設けたねじ軸21にバランスアーム15の均衡を微調整するための調整錘22を螺合してある。
【0020】
図5、6、7に示すごとく、移動分銅25を構成する分銅体26に設けた複数の孔27に前記一対のスライド軸19をそれぞれ摺動可能に挿通したことにより、移動分銅25の移動をスムースに行うことができる。さらに、高荷重用の移動分銅を摺動させる場合(例えば、最大荷重が10000g)、複数のスライド軸19で重量を分散して支持できるため、移動分銅25をスムースに摺動できる。
【0021】
前記移動分銅25の分銅体26の両側に取付けたガイドプーリ28は、前記移動テーブル30の一端に取付けたガイド枠42のガイド溝43内に摺動可能に挿通することにより、前記移動テーブル30の進退動やバランスアーム15の上下動に合わせてスライド軸19上をスムースに摺動することができる。
【0022】
前記ガイド溝43の両側にそれぞれガイド板29を取付け、ガイド溝43内に挿通したガイドプーリ28のガタ付きを防止してスムースに摺動させると共に、ガイド溝43からの脱落を防止している。
【0023】
前記移動テーブル30は、前記荷重部18の下方に位置して基盤11の上面に設けたガイドレール30aによってバランスアーム15の軸心方向と同一方向に進退動可能に取付けてある。
【0024】
移動テーブル30の進退動は、図6に示すごとく、移動テーブル30の裏面に取付けたラック31と、前記基盤11に内に位置する駆動軸32の先端に軸支されたピニオン33との歯合により作動する。
【0025】
駆動軸32の回転は、図7に示すごとく、基盤11内に取付けた第1モータ37から減速機38とプーリ39と該駆動軸のプーリ34とをベルト40で連動させて行う。駆動軸32に取付けた遮光板35と光センサ36とにより移動テーブル30のスタート位置とエンド位置が設定され、好ましくは、約1〜100mmの範囲で往復動若しくは片道動可能に形成してある。前記駆動軸32に取付けた遮光板35は光センサ36と連動し、少なくとも原点検出用、スタート位置用とエンド位置用の三点を検出可能に設けてある。
【0026】
測定部50は図9に示すごとく、略L字型に形成した測定基板51の一端を前記軸支部16に取付け、該測定基板51の裏面には、前記移動分銅25とバランスさせるため、ほぼ同じ重量の固定錘52を取付けてある。
【0027】
測定基板51の表面には、前記バランスアーム15と同一軸心上にロードセル(荷重変位変換器)53と接続コネクタ55とを位置させ、該ロードセルと直角方向に測定軸56を取付けてある。この測定軸56は、測定基板51の先端に設けた支持枠57にピボット式で枢動可能に軸支され、測定軸56の先端には測定子60を上下方向に摺動可能に取付けてある。
【0028】
図10に示すごとく、測定子60の上部には感知皿61を取付け、下部にはサファイヤ、ダイヤモンドなどの硬度を有する宝石により形成した針部62を着脱可能に取付けてある。
【0029】
測定子60による摩擦・摩耗測定は、前記針部62を試料テーブル65に載置させた試験片(図示せず)上を摺動する際に生じる振動を感知し、該振動を測定軸56と接続コネクタ55を介してロードセル53に伝達して信号に変換し、前記基盤11に内蔵した各種の増幅装置14(例えば、ダイナミックストレンジアンプなど)で増幅して表示部12に表示するものであり、さらに、各種の記録装置に出力・表示(例えば、摩擦力、摩擦係数、摩擦深度、摩擦体積等)させることができる。
【0030】
試料テーブル65は、前記測定子60の下方であって前記基盤11の上面に、前記移動テーブル30と同一方向にガイドレール65aによって進退動可能に取付けられている。試料テーブル65の進退動は、前記移動テーブル30と同じく該移動テーブル裏面に取付けたラック66と、前記基盤11に内に位置した駆動軸68の先端に軸支されたピニオン67との歯合により作動する。
【0031】
駆動軸68は、図7に示すごとく、基盤11内に取付けた第2モータ72から減速機73とプーリ74と駆動軸68のプーリ69とをベルト75で連動して駆動する。前記試料テーブル65のスタート位置とエンド位置は、駆動軸68の軸部に取付けた遮光板70と光センサ71とにより設定され、好ましくは、1〜100mmの範囲で往復動若しくは片道動可能に形成してある。
【0032】
駆動軸68に取付けた遮光板70は、前記移動テーブル30の駆動軸32と同様に光センサ71と連動し、少なくとも原点検出用、スタート位置用とエンド位置用の三点位置を検出可能に取付けてある。
【0033】
試料テーブル65の正面に取付けた送り摘み77は、該試料テーブルを幅方向に移動可能に調整したもので、該テーブルを幅方向に移動可能に形成したことにより、試験片の未使用部分を使用可能にすることができ、一枚の試験片で複数回の測定ができる。前記第1、2モータ37、72は、制御電流をプログラム式の制御装置、例えばシーケンス87で制御しながらリンクさせて作動させてある。
【0034】
変位測定器80は、基盤11の上面に回動可能に取付けた軸部81の上端に、L字型に形成した支持軸82を取付け、該支持軸の先端に公知の変位計83を取付けてある。前記軸部81を回動可能に形成したことにより変位計83を前記測定子60の直上から離脱させることができる。
【0035】
この変位計83の位置を測定子60の直上から離脱させることにより、測定子60や試験片の交換作業を行う場合に、該変位計83は邪魔にならず、交換作業をスムースに能率的に行うことができる。
【0036】
変位測定器80による測定は、図10に示すごとく、変位計83の下面と測定子60の感知皿61の上面との距離(好ましくは、約5mm)の変化を、摩耗深度・摩耗体積として測定・表示するものである。
【0037】
図8は本発明に係る測定装置10の回路図を示したもので、前記したごとく、移動テーブル30を駆動する第1モータ37と試料テーブル65を駆動させる第2モータ72とを、それぞれ基盤11内で各テーブルの下方に位置させ、該第1、2モータはそれぞれ別個の減速機38、73、プーリ39、74、ベルト40、75を介してプーリ34、69に伝達して駆動軸32、68を回転させる。
【0038】
前記第1、2モータ37、72は、それぞれシーケンス87(プログラム制御装置)によって制御され、同時連続往復駆動、同時片道駆動、一方連続往復駆動、一方片道駆動および位置制御などをスイッチ(図示せず)の切換で行うことができる。
【0039】
前記シーケンス87は、前記第1、2モータ37、72の制御の他に、測定子60からの信号の感知及び変位計83からの信号を入力して、データとして表示部12または各種記録装置に送信記録することができる。
【0040】
本発明の実施の形態の作用について説明すると、測定装置10により連続荷重変動摩擦・摩耗測定を行う場合、最初に試料テーブル65に測定するための試験片を載置させる。
【0041】
次いで、試料テーブル65と移動テーブル30をスタート位置にセットする。この際、バランスアームの荷重部18の移動分動25の重量と測定部50に取り付けたロードセルの測定値容量とおをそれぞれ相違させて設けた複数のバランスアーム15の内の、当該試験片のコーチング部材である薄膜の厚さや強度に合致させた荷重重量を有したバランスアーム(例えば、低荷重用)をセットし、且つ、支持支柱13を上下動させて、試験片の厚さに合わせてバランスアーム15の水平位置を調整する。
【0042】
バランスアーム15の均衡は、固定錘52の位置と移動分銅25とが支持支柱13から一番離れた位置に保たれており、試験片の表面に当接する測定子60の針部62の先端に加わる荷重重量が0になるように調整錘22を回転させて微調整を行う。
【0043】
バランスアーム15の荷重重量は任意に決定するが、一度の片道摺動で試験片上に摩耗痕ができない軽い重量に設定し、少なくとも移動テーブル30と試料テーブル65とが、数回から数百回往復動した後に摩耗する程度の負荷重量に設定してある。
【0044】
次いで、スタートスイッチ(図示せず)をONにして、第1、2モータ37、72を同期駆動させ、それぞれ減速機38、73、伝動ベルト40、75を介して駆動軸32、68からピニオン33、67とラック31、66を介して移動テーブル30および試料テーブル65を作動させる。この移動テーブル30とガイド枠42が支持支柱13方向に移動すると、ガイド枠42に案内されて移動分銅25がスライド軸19を摺動して支持支柱13方向に移動する。
【0045】
前記移動テーブル30と試料テーブル65は、それぞれ約1〜100mmの距離を一定速度で指定回数または不定期回数、往復動する。移動テーブル30と試料テーブル65の往復動による測定子60に加わる荷重は、スライド軸19を経時的に移動する移動分銅25と共に測定子60への垂直荷重が大きくなり、試験片上を摺動する針部62の摩擦抵抗が大きくなる。
【0046】
測定子60への荷重変動は、移動分銅25を一度の摺動では試験片が摩耗しない程度の軽い重量に設定したことにより、移動テーブル30と試料テーブル65とが何度か往復動して、測定子60の垂直荷重が試験片の同一軌跡上を荷重変化しながらトレースすることにより行われる。
【0047】
測定は、このくらいの荷重で、どのくらいの摩擦力が働き、何回目ぐらいに摩耗が始まってひどくなるかという実際の使用状態に近い、精度の高い摩擦・摩耗強度を測ることができる。
【0048】
摩耗深度および摩耗体積の測定は、図10に示す如く、測定子60の針部62が、摩耗により試験片に食い込む際に測定子60が降下する変化を変位計83で感知して行う。変位計83による感知は、測定子60の感知皿61と直上に位置した変位計83との距離が離れることにより行われる。
【0049】
したがって、移動分銅25を連続荷重変動させて試験片の摩擦力および摩耗抵抗の変動を測定することにより、正確な垂直荷重、摩擦回数、摩擦力または摩耗量の3軸で一度にグラフと数値によって摩擦・摩耗データなどを一度の実験で効率良く測定・表示することができる。連続荷重変動測定における負荷荷重の変更は、調整錘の移動によっても簡単に行うことができるので、測定作業を効率よく行うことができる。
【0050】
次に、連続荷重測定は、移動テーブル30と試験テーブル65をスタート位置からエンド位置までの片道移動の間に、測定子60に加わる重量を変化させながら試験片上を摺動させ、摩擦から摩耗に至る変化を引掻き抵抗として測定するものである。
【0051】
スイッチ(図示せず)を切換えて予め移動テーブル30と試験テーブル65の動作を片道移動にセットし、スタートスイッチ(図示せず)をONにして第1、2モータ37、72を同期駆動させ、それぞれ減速機、プーリ、駆動軸からピニオンとラックを介して移動テーブル30と試験テーブル65を作動させる。
【0052】
測定子60の針部62に加わる荷重は、スライド軸19を経時的に移動する移動分銅25と共に測定子60への垂直荷重が大きくすることにより試験片上を摺動する針部62への摩擦抵抗が大きくなる。
【0053】
前記移動テーブル30と試料テーブル65の移動は、約100mmの距離を一定速度で走行する間に、どの位の荷重でどの位の摩擦力が働き、どの位の荷重で摩耗が始まってひどくなるかという摩擦・摩耗引掻き抵抗を経時的に測ることができる。
【0054】
摩擦・摩耗測定は、針部62が試験片上を移動する際に生じる摩擦抵抗または摩耗引掻き抵抗を振動として感知し、測定子60から測定軸56と接続コネクタ55を介してロードセル53に伝達し、この信号を増幅装置14で増幅させて数値またはグラフとして適宜表示し、また、この抵抗値を必要に応じて記録することができる。
【0055】
さらに、針部62が摩耗により試験片に食い込むと、測定子60が降下する変化を、感知皿61と直上に位置した変位計83との距離が離れることにより検知し、この差を摩耗深度および摩耗体積として測定することができる。
【0056】
一定荷重測定を行う場合は、バランスアーム15の水平を試験片に合わせて調節し、試験紙片に当接した測定子60の垂直荷重を0に設定した後、測定子60に一定重量の錘を載置するのではなく、一定重量に合致する位置に移動分銅25を移動させることにより、錘を載せたのと同じように測定子60に一定重量を負荷させることができる。
【0057】
ついで、スイッチを切換えて、試料テーブル65のみを移動可能にセットし、試料テーブル65のみが所定の距離(約100mm)を一定速度で片道動させる間に、測定子60に取付けた針部62が試験片上を摺動する摩擦抵抗を振動として感知し、該振動を測定軸56と接続コネクタ55を介してロードセル53に伝達し、該ロードセルで信号に変換し、前記基盤11に内蔵した各種増幅装置で増幅させ、各種の記録装置に出力・表示させることにより、試験片の塗装面または化粧板表面の膜むらなどを測定することができる。
【0058】
測定子60に負荷する荷重の変更は、移動分銅25の位置を順次支持支柱13方向に移動させることにより簡単に加重することができるので、錘を交換する作業や予備錘の紛失などがなく測定を能率的に行うことができる。
【0059】
他の測定方法としては、試験片を載置した試料テーブル65を停止させ、移動分銅25の位置を順次支持支柱13方向に移動させて測定子60に垂直荷重のみを徐々に加えて、試験片の連続加重押込み強度を測定をすることも可能である。
【0060】
さらには、図11に示すごとく、測定装置10の基盤11の上面で、試料テーブル65の周囲に半円状に形成したガイドレール90を取付け、該ガイドレールにCCDカメラと照明等を搭載した撮影装置91を移動可能に取付けることにより、測定子60の針部62が試験紙に当接している部分を拡大撮影および記録することができる。
【0061】
【発明の効果】
本発明は、負荷重量が相違してバランスアームを交換可能に複数設けたことにより幅広い試験片の測定が可能であると共に、それぞれ異なったモータにより移動テーブルと試料テーブルとを連続往復動または片道動さらには一方のみの駆動などのようにスイッチで切換えを可能にし、且つ、基盤に取付けた変位測定器で摩耗変位を同時に測定可能にしたことにより、連続荷重変動摩擦・摩耗測定、連続加重引掻き測定および一定荷重による摩擦・摩耗測定などを簡単で能率よく正確に行うことができるなど有益なる効果を有するものである。
移動テーブルと試料テーブルとを往復動可能に形成したことにより、試験片の耐剥離性の測定をすることができるため、現実の使用状態に近い正確なデータを入手することができる。
測定子の直上に変位計を移動可能に形成したことにより、摩耗深度、摩耗体積などを摩擦抵抗などと一緒に測定・表示することができ、且つ、軸部を回動させることにより測定子や試験片の交換作業が邪魔にならず容易に行うことができるので、測定作業の能率化と試験データの正確性を向上させることができる。
移動テーブルと試料テーブルとを異なった駆動源で作動可能に形成したことにより、一定荷重測定を行う場合の移動分銅の収納作業が不要となり、且つ、錘の交換作業が不要、さらには交換用の錘を多数用意する必要がなく経済的であるなどの有益なる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る測定装置の正面図である。
【図2】本発明に係る測定装置の平面図である。
【図3】バランスアームの正面図である。
【図4】荷重部に取付けた移動分銅を示す一部破断した平面図である。
【図5】移動テーブルと移動分銅の移動方向を示す一部破断した側面図である。
【図6】図5のA―A断面図である。
【図7】移動テーブルおよび試料テーブルを駆動させる動力伝達手段を示す説明図である。
【図8】本発明に係る測定装置の回路図である。
【図9】測定部の平面図である。
【図10】測定子と変位計との位置関係を示した模式図である。
【図11】測定装置にCCDカメラからなる撮影装置を装着した状態の平面図である。
【符号の説明】
10 測定機
11 基盤
13 支持支柱
15 バランスアーム
16 軸支部
18 荷重部
19 スライド軸
21 ねじ軸
22 調整錘
25 移動分銅
28 ガイドプーリ
30 移動テーブル
50 測定部
53 ロードセル
55 接続コネクタ
56 測定軸
60 測定子
65 試料テーブル
80 変位測定器
83 変位計[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for measuring a frictional resistance or abrasion resistance of a material surface used for various products.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various thin films are applied to the surface of various products in order to prevent rust or maintain a good lubricating state, but the present invention is not limited to this. The adhesive force is measured by measuring frictional resistance and wear scratch resistance.
[0003]
The measurement method is a so-called continuous load measurement in which a vertical load is continuously applied to the contact element in contact with the surface of the test piece, and a constant load measurement in which the test piece is moved by applying a constant vertical load to the contact element in advance. It is known. As an apparatus for measuring the frictional resistance or scratch resistance of a test piece by the above-mentioned measuring method, for example,
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2700997 (FIG. 2).
[0005]
When performing a constant load measurement after performing the continuous load measurement with the above-described device, after hanging the rotating weight on the weight receiver, a vertical weight is placed on the weight by placing a weight having a constant weight on the pan of the measurement element. In addition, the measurement is performed while moving the test piece.
[0006]
Further, there is known an apparatus for continuously moving a rotating weight for performing continuous load measurement and a test table on which a test piece is placed, and simultaneously operating different moving means to measure the continuous load of the test piece (for example, see Patents). Reference 2).
[0007]
[Patent Document 2] Utility Model Registration No. 2063398 (FIG. 1).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The inventions and devices shown in
[0009]
In the constant load measurement, since the same work is performed many times while changing the fixed weight from one to the next, the measurement work is troublesome and inefficient, and the weight of the weight at a certain stage scratches the test piece. Even though the weight was different, since the weights having different weights changed in gram units, it was difficult to perform accurate measurement, for example, it was unclear whether scratching resistance occurred for the first time with the weight.
[0010]
In the apparatus for performing the continuous load measurement and the constant load measurement, the measuring element cannot perform the peeling resistance measurement by reciprocating repeatedly on the same trajectory of the test piece with a constant load, or while reducing the load. In addition, there is a problem that the measurement of the friction of the test piece and the measurement of the wear depth and the wear volume cannot be performed at once.
[0011]
Therefore, the present invention enables measurement and display of the peeling resistance of a test paper by continuous load fluctuation measurement as a friction force, a friction coefficient, a wear depth and a wear volume, and performs conventional continuous load measurement and constant load measurement. It is an object of the present invention to provide a device capable of efficiently obtaining accurate measurement data by a simple operation such as switching of a switch without changing a weight.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a support column is provided on the upper surface of the base so as to be movable up and down, and a balance arm for measuring friction, abrasion resistance and the like of the test paper is pivotally supported on the support column and pivotally supported. On the upper surface of the base below the load unit attached to one of the arms, a moving table linked to a moving weight attached to the load unit was movably attached and retracted, and attached to a measuring unit provided on the other of the balance arm. A sample table is mounted on the upper surface of the base below the probe in such a way that the sample table can be moved forward and backward, and a displacement gauge provided at the tip of a displacement measuring device in which a shaft is rotatably mounted on the substrate is directly above the probe. Test paper on the sample table is formed so as to be movable, and the displacement gauge of the displacement measuring device is positioned immediately above the tracing stylus, and both the sample table and the moving table are moved simultaneously or one of them is moved forward and backward. Friction , Frictional resistance, characterized by providing such possible measurement and display wear depth and wear volume.
[0013]
Therefore, it is possible to easily measure and display the frictional force, frictional resistance, wear depth, wear volume, and the like by continuous load fluctuation friction / wear measurement, continuous load scratch measurement, constant load measurement, and the like of the test piece.
[0014]
The balance arm according to the second aspect of the present invention is configured such that a load portion is attached to one of the shaft support portions located at the center, and a measurement portion is attached to the other, and the weight of the moving weight of the load portion and the load cell attached to the measurement portion. At least two or more balance arms having different measured value capacities are exchangeably and pivotally supported on the support column. Further, one end of a pair of slide shafts, in which the load portion of the balance arm is positioned in parallel, is fixed to the shaft support portion, and the movable weight is slidably inserted through the slide shaft, and the other end of the slide shaft is slid. A fixed piece is attached to one end, and an adjustment weight for fine adjustment of the balance is screwed onto a screw shaft provided in the other end of the fixed piece in the axial direction of the balance arm, and a guide pulley provided on both sides of the movable weight Is slidably inserted into a guide groove of a guide frame mounted on the moving table, and a moving weight is slidably provided in accordance with the forward / backward movement of the moving table and the vertical movement of the balance arm. Further, the measuring unit of the balance arm attaches one end of a substantially L-shaped measurement substrate to the pivot support, attaches a fixed weight that balances the moving weight to the back surface of the measurement substrate, and attaches the fixed weight to the front surface of the measurement substrate. A load cell and a connector are located on the same axis as the balance arm, and a measuring axis is mounted in a direction perpendicular to the load cell, and the measuring axis can pivot on a fixed frame mounted on the measuring board by pivoting. A measuring element is attached to the tip of this measuring axis so as to be slidable in the vertical direction, a sensing plate is provided at the upper part of the measuring element, and a needle part that slides on the test paper is removable at the lower part. The vibration of the needle part is transmitted to a load cell via a measuring shaft and a connector, and the load cell is provided so as to be displayed by various recording and display devices built in the base. Still further, the displacement measuring device is configured such that one end of an L-shaped support shaft is attached to an upper end of a shaft portion rotatably supported on an upper surface of a base, and a displacement meter attached to the other end of the support shaft. Is formed so as to be detachable from immediately above the tracing stylus by the rotation of the shaft portion, and provided so as to be able to measure and display the displacement of the distance between the lower surface of the displacement gauge and the sensing plate of the tracing stylus as a wear depth and a wear volume. It is characterized by having.
[0015]
Therefore, it is possible to easily switch between continuous load fluctuation friction / wear measurement, continuous load scratch measurement and constant load measurement, and it is not necessary to store a moving weight when switching from continuous load scratch measurement to constant load measurement. At the same time, there is no need to replace the weight at the time of measuring the constant load, and the measurement operation can be improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a front view of a measuring device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the measuring device of the present invention, FIG. 3 is a front view of a balance arm, and FIG. FIG. 5 is a partially cutaway side view showing the moving table and the moving direction of the moving weight, FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of a measuring device according to the present invention, FIG. 9 is a plan view of a measuring unit, and FIG. 10 shows a positional relationship between a tracing stylus and a displacement meter. It is a schematic diagram.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the measuring
[0018]
In FIG. 3, the
[0019]
The
[0020]
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the pair of
[0021]
The guide pulleys 28 attached to both sides of the
[0022]
[0023]
The moving table 30 is mounted below the
[0024]
As shown in FIG. 6, the reciprocating movement of the moving table 30 is performed by meshing a
[0025]
As shown in FIG. 7, the rotation of the
[0026]
As shown in FIG. 9, the measuring
[0027]
On the surface of the
[0028]
As shown in FIG. 10, a
[0029]
The measurement of friction and abrasion by the measuring
[0030]
The sample table 65 is mounted below the tracing
[0031]
As shown in FIG. 7, the
[0032]
The light-shielding
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
By displacing the position of the
[0036]
As shown in FIG. 10, the measurement by the
[0037]
FIG. 8 is a circuit diagram of the measuring
[0038]
The first and
[0039]
In the
[0040]
The operation of the embodiment of the present invention will be described. When a continuous load fluctuation friction / wear measurement is performed by the measuring
[0041]
Next, the sample table 65 and the moving table 30 are set at the start positions. At this time, the coaching of the test piece in the plurality of
[0042]
The balance of the
[0043]
The load weight of the
[0044]
Next, a start switch (not shown) is turned on to drive the first and
[0045]
The moving table 30 and the sample table 65 reciprocate a specified number of times or irregular times at a constant speed at a distance of about 1 to 100 mm, respectively. The load applied to the measuring
[0046]
The change in the load on the tracing
[0047]
The measurement can measure the friction / wear strength with high accuracy, which is close to the actual use condition of how much frictional force works and how many times the wear starts and becomes severe with such a load.
[0048]
As shown in FIG. 10, the measurement of the wear depth and the wear volume is performed by detecting a change in which the
[0049]
Therefore, by measuring the fluctuation of the frictional force and the wear resistance of the test piece while continuously changing the moving
[0050]
Next, in the continuous load measurement, the moving table 30 and the test table 65 are slid on the test piece while changing the weight applied to the tracing
[0051]
By switching a switch (not shown), the operation of the moving table 30 and the test table 65 is set to one-way movement in advance, a start switch (not shown) is turned on, and the first and
[0052]
The load applied to the
[0053]
In the movement of the moving table 30 and the sample table 65, while traveling at a constant speed over a distance of about 100 mm, how much frictional force works at what load, and at what load wear starts and becomes severe. The friction / wear scratch resistance can be measured over time.
[0054]
In the friction / wear measurement, the frictional resistance or the abrasion scratching resistance generated when the
[0055]
Further, when the
[0056]
When performing a constant load measurement, the horizontal of the
[0057]
Then, by switching the switch, only the sample table 65 is set to be movable, and while only the sample table 65 is moved one way over a predetermined distance (about 100 mm) at a constant speed, the
[0058]
The change of the load applied to the tracing
[0059]
As another measurement method, the sample table 65 on which the test piece is placed is stopped, the position of the moving
[0060]
Further, as shown in FIG. 11, a
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, a wide range of test pieces can be measured by providing a plurality of exchangeable balance arms with different load weights, and the moving table and the sample table can be continuously reciprocated or moved one way by different motors. Furthermore, by enabling switching with a switch, such as driving only one side, and simultaneously measuring the wear displacement with a displacement measuring device attached to the base, continuous load fluctuation friction and wear measurement, continuous load scratch measurement In addition, the present invention has a beneficial effect such that the measurement of friction and wear under a constant load can be performed simply, efficiently and accurately.
Since the movable table and the sample table are formed so as to be reciprocally movable, it is possible to measure the peeling resistance of the test piece, so that accurate data close to an actual use state can be obtained.
By forming the displacement meter movably right above the measuring element, the wear depth, wear volume, etc. can be measured and displayed together with the friction resistance, etc., and by rotating the shaft, the measuring element Since the replacement of the test piece can be easily performed without obstruction, the efficiency of the measurement operation and the accuracy of the test data can be improved.
Since the moving table and the sample table are formed so as to be operable by different driving sources, there is no need to store the moving weight when performing a constant load measurement, and it is not necessary to replace the weight. There is no need to prepare a large number of weights, so that it has an advantageous effect such as being economical.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the measuring device according to the present invention.
FIG. 3 is a front view of a balance arm.
FIG. 4 is a partially broken plan view showing a moving weight attached to a load unit.
FIG. 5 is a partially broken side view showing a moving direction of a moving table and a moving weight.
FIG. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing power transmission means for driving a moving table and a sample table.
FIG. 8 is a circuit diagram of a measuring device according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a measurement unit.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a positional relationship between a tracing stylus and a displacement meter.
FIG. 11 is a plan view showing a state where a photographing device including a CCD camera is mounted on the measuring device.
[Explanation of symbols]
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