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公開番号2025139996
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039118
出願日2024-03-13
発明の名称摩擦試験機
出願人カヤバ株式会社
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類G01N 19/02 20060101AFI20250919BHJP(測定;試験)
要約【課題】摩擦力の計測、油膜厚さに関連する潤滑状態の検出、及び表面粗さの計測をすることができる摩擦試験機を提供する。
【解決手段】摩擦試験機1は、移動機構、摩擦力計測部30、潤滑状態検出部40、及び粗さ計測部50を備えている。移動機構20は、一対の試験片T1,T2を相対的に移動させて摺動させる。摩擦力計測部30は、一対の試験片T1,T2間の摩擦力を計測する。潤滑状態検出部40は、一対の試験片T1,T2間の油膜厚さを計測する。粗さ計測部50は、第2試験片T2に付けられた摺動痕Mの表面粗さを計測する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対の試験片を相対的に移動させて摺動させる移動機構と、
一対の前記試験片間の摩擦力を計測する摩擦力計測部と、
一対の前記試験片間の潤滑状態を検出する潤滑状態検出部と、
一方の前記試験片に付けられた摺動痕の表面粗さを計測する粗さ計測部と、
を備えている摩擦試験機。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
一対の前記試験片の相対的な移動に関して前記移動機構を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記移動機構を駆動して前記一対の試験片を摺動させているときに前記摩擦力計測部の計測と前記潤滑状態検出部による検出を行い、前記移動機構を停止したときに前記粗さ計測部による計測を行い、前記摩擦力計測部による計測、前記潤滑状態検出部による検出、及び前記粗さ計測部による計測を繰り返し行う請求項１に記載の摩擦試験機。
【請求項３】
前記移動機構は、前記粗さ計測部により計測される一方の前記試験片を移動させるよう構成されており、
前記制御部は、一方の前記試験片が前記粗さ計測部に対して所定の位置に停止するように前記移動機構を制御して前記摺動痕の表面粗さを計測するように前記粗さ計測部を制御する請求項２に記載の摩擦試験機。
【請求項４】
前記粗さ計測部は、一対の試験片が相対的に移動して摺動する摺動方向の表面粗さ、及び前記摺動方向に直交する方向の表面粗さを計測する請求項１に記載の摩擦試験機。
【請求項５】
前記粗さ計測部は、接触式である請求項１から４までのいずれか一項に記載の摩擦試験機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は摩擦試験機に関するものである。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は従来の摩擦試験機を開示している。この摩擦試験機は、ピン・オン・ディスク型であって、一方の試験片であるピンに対して、他方の試験片であるディスクを回転させて摺動させるモータと、モータが発生するトルクを検出するトルク検出器と、ピンとディスクとの間の油膜厚さを計測する油膜センサとを備えている。この摩擦試験機は、トルク検出器によって検出した無負荷時のトルクと、ピンとディスクとを摺動させた時のトルクとの差からピンとディスクとの摩擦力を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の摩擦試験機は、試験片間の摩擦力と、試験片間の油膜厚さを計測できるが、試験片の表面粗さを計測できない。表面粗さは、摩擦に深く関係する。このため、摩擦現象を解明するためには、摩擦力、油膜厚さ、及び表面粗さを自動的に計測することが望まれている。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、摩擦力の計測、油膜厚さに関連する潤滑状態の検出、及び表面粗さの計測をすることできる摩擦試験機を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の摩擦試験機は、移動機構、摩擦力計測部、潤滑状態検出部、及び粗さ計測部を備えている。移動機構は、一対の試験片を相対的に移動させて摺動させる。摩擦力計測部は、一対の前記試験片間の摩擦力を計測する。潤滑状態検出部は、一対の前記試験片間の潤滑状態を検出する。粗さ計測部は、一方の前記試験片に付けられた摺動痕の表面粗さを計測する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態１の摩擦試験機の構成を示す模式図である。
実施形態１の摩擦試験機の要部を示す模式図である。
実施形態１の粗さ計測箇所を示す図である。
他の実施形態の摩擦試験機を示す模式図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。下記の複数の実施形態について矛盾を生じない範囲で任意に組み合わせたものも本発明を実施するための形態に含まれる。
［１］本発明の摩擦試験機は、一対の試験片を相対的に移動させて摺動させる移動機構と、一対の前記試験片間の摩擦力を計測する摩擦力計測部と、一対の前記試験片間の潤滑状態を検出する潤滑状態検出部と、一方の前記試験片に付けられた摺動痕の表面粗さを計測する粗さ計測部と、を備えている。この摩擦試験機は、摩擦力計測部、潤滑状態検出部、及び粗さ計測部を備えているため、摩擦力、潤滑状態、及び表面粗さを計測できる。つまり、この摩擦試験機は、潤滑状態のまま表面粗さを計測できる。この摩擦試験機によって得られた摩擦力、潤滑状態、及び表面粗さに関する各データは、機械学習を活用して摩擦特性を予測することに利用できる。
［２］上記［１］に記載の摩擦試験機は、一対の前記試験片の相対的な移動に関して前記移動機構を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記移動機構を駆動して前記一対の試験片を摺動させているときに前記摩擦力計測部の計測と前記潤滑状態検出部による検出を行い、前記移動機構を停止したときに前記粗さ計測部による計測を行い、前記摩擦力計測部による計測、前記潤滑状態検出部による検出、及び前記粗さ計測部による計測を繰り返し行い得る。この場合、この摩擦試験機は、一対の試験片の相対的な移動を所定のタイミングで停止したり、移動速度や加速度等の摺動条件を変更したりすることができる。このように、この摩擦試験機は、一対の試験片の相対的な移動と停止とを繰り返し、移動時、つまり摺動時における摩擦力の計測、及び潤滑状態の検出を行うことができ、停止時における表面粗さの計測を行うことができる。また、この摩擦試験機は、摺動条件を変更して摩擦力の計測、潤滑状態の検出、及び表面粗さの計測を行うことができる。このため、この摩擦試験機を利用して摩擦力の計測、潤滑状態の検出、及び表面粗さの計測をした者等（以下、「計測者等」という。）は、摺動条件に応じて、摩擦力、潤滑状態、表面粗さの経時的変化を把握できる。
［３］上記［２］に記載の摩擦試験機において、前記移動機構は、前記粗さ計測部により計測される一方の前記試験片を移動させるよう構成されており、前記制御部は、一方の前記試験片が前記粗さ計測部に対して所定の位置に停止するように前記移動機構を制御して前記摺動痕の表面粗さを計測するように前記粗さ計測部を制御し得る。この場合、この摩擦試験機の粗さ計測部によって計測された摺動痕の表面粗さは、計測位置のばらつきによる影響を受けない。このため、計測者等は、摩擦による表面粗さの変化を正確に把握できる。
［４］上記［１］から［３］までのいずれかに記載の摩擦試験機において、前記粗さ計測部は、一対の試験片が相対的に移動して摺動する摺動方向の表面粗さ、及び前記摺動方向に直交する方向の表面粗さを計測し得る。この場合、計測者等は、摩擦試験機の粗さ計測部によって計測された摺動方向の表面粗さから摩擦に関係する表面粗さを把握でき、摺動方向に直交する方向の表面粗さから摩耗量を把握できる。
［５］上記［１］から［４］までのいずれかに記載の摩擦試験機において、前記粗さ計測部は、接触式であり得る。この場合、この摩擦試験機は、潤滑状態においても試験片の表面性状を正確に評価できる。
【０００９】
＜実施形態１＞
本発明の摩擦試験機を具体化した実施形態１について、図面を参照しつつ説明する。実施形態１の摩擦試験機１は、図１に示すように、基台１０、移動機構２０、摩擦力計測部３０、潤滑状態検出部４０、粗さ計測部５０、データ集録システム６０、及びパーソナルコンピュータ７０を備えている。この摩擦試験機１に取り付けられる一対の試験片Ｔ１，Ｔ２は、ピン状の第１試験片Ｔ１とディスク状の第２試験片Ｔ２とを相対的に移動させて摺動させる。つまり、この摩擦試験機１は、ピン・オン・ディスク型である。第１試験片Ｔ１及び第２試験片Ｔ２は、導電性を有するアルミ等の金属、鉄鋼材料である。
【００１０】
移動機構２０は、第２試験片Ｔ２を回転させ、第１試験片Ｔ１の下端面を第２試験片Ｔ２の上面に摺動させる。移動機構２０は、ステッピングモータ２１、モータドライバ２３、回転テーブル２５、及びスリップリング２７を有している。ステッピングモータ２１の回転軸は、垂直方向に延びている。モータドライバ２３は、パルス信号を受信すると、ステッピングモータ２１の回転軸を設定した方向に一定の角度で回転させる。このように、このモータドライバ２３は、パルス数によって、ステッピングモータ２１の回転軸を所定の回転角度に回転して停止させる。また、モータドライバ２３は、パルス周波数を制御することによって、ステッピングモータ２１の回転速度及び加速度を変更できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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