特許 6663313 連続式摩擦・磨耗試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6663313

(24)【登録日】2020年2月18日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】連続式摩擦・磨耗試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/56 20060101AFI20200227BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/56 Z

【請求項の数】4

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-128501(P2016-128501)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2018-4342(P2018-4342A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2018年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】510295550

【氏名又は名称】有限会社 武藤設計

(74)【代理人】

【識別番号】100083655

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 哲寛

(72)【発明者】

【氏名】武藤 弘己

【審査官】 本村 眞也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−２５２９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１７３７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２９６９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６１５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８１８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１５４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０５１７５８４７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００９０４４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／５６

Ｂ２４Ｂ ３／００−３／６０；２１／００−３９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続走行する摩擦シートに対して被試験体を押圧させることで、当該被試験体の摩擦・磨耗能を試験する連続式摩擦・磨耗試験装置であって、
巻出し軸にブレーキトルクが加えられた状態で、当該巻出し軸と一体回転するシート巻管に巻回された摩擦シートを巻き出すシート巻出し装置と、
前記シート巻出し装置の巻管から巻き出された前記摩擦シートをシート巻取り軸に巻き取るシート巻取装置と、
前記シート巻出し装置と前記シート巻取装置との間を走行する摩擦シートにおける前後の各ガイドローラの間の試験走行部の一方の側に配置されて、前記被試験体を保持する被試験体保持装置と、
前記被試験体保持装置で保持された被試験体を前記摩擦シートを介して受けローラに押圧すべく、前記摩擦シートの試験走行部の他方の側に、当該被試験体と対向して配置される受けローラ装置と、
前記被試験体保持装置の全体を前記受けローラ装置の受けローラに対して設定荷重で押圧させる被試験体押圧装置と、
前記摩擦シートの前記試験走行部よりも下流側において、前記巻出し軸のブレーキトルクに抗して、当該摩擦シートを巻き出すための駆動ローラ装置と、を備え、
前記被試験体は、常に、連続走行する前記摩擦シートの新規部分に押圧されて磨耗され、
前記摩擦シートの試験走行部は、ほぼ水平であって、当該試験走行部の直下に前記被試験体保持装置が水平方向に微動可能に支持されて、前記被試験体と走行中の摩擦シートとの摩擦力により、当該被試験体保持装置が前記摩擦シートの走行方向に微動されて、当該保持装置のフレームの一部が、本体フレームに対して取付けられた第１ロードセルに押圧されることで、前記摩擦力の測定が可能であることを特徴とする連続式摩擦・磨耗試験装置。

【請求項2】

前記被試験体保持装置は、本体フレームに取付けられた定滑車装置とバランスウェイトとの併用により、上下動可能なフローティング状態に配置され、押圧シリンダにより上方に押圧されて、前記被試験体は、摩擦シートを介して前記受けローラに押圧されると共に、前記押圧シリンダによる前記受けローラに対する当該被試験体の摩擦押圧力は、当該押圧シリンダのロッド又は前記被試験体保持装置の一部が、本体フレームに取付けられた第２ロードセルを押圧することで、測定可能であることを特徴とする請求項１に記載の連続式摩擦・磨耗試験装置。

【請求項3】

前記被試験体保持装置は、断面形状及び／又は長さの異なる種々の被試験体が固定される被試験体ホルダが、ホルダベッドに対して着脱可能な構成であり、
前記被試験体ホルダは、前記ホルダベッドに対して、前記被試験体の横断面視で傾動可能に支持されて、摩擦シートに対する被試験体の配置角度が調整可能であると共に、前記受けローラは、当該被試験体の傾動に対応して、摩擦シートの走行方向に微動することで、当該被試験体は、自身の配置姿勢とは無関係に、常に受けローラの最下部に押圧される構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続式摩擦・磨耗試験装置。

【請求項4】

前記摩擦シートが両面使用可能であり、前記シート巻出し装置の側には、シート巻取装置のシート巻取り軸に巻き取られて、一面が使用済の前記摩擦シートを表裏反転状態で巻き戻して巻回して、他面を使用可能とするシート巻戻し装置が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の連続式摩擦・磨耗試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被試験体を摩擦によって磨耗させることで、当該被試験体の耐磨耗能性を評価する連続式摩擦・磨耗試験装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、鋼材等の材料の耐摩耗性を評価するための摩耗試験方法としては、例えば、特許文献１に開示されているピンオンディスク（pin on disk)型摩耗試験が知られている。このピンオンディスク型摩耗試験は、駆動回転している試験台の上面の摩擦材に対して被試験体を所定荷重で押圧して、当該被試験体を磨耗させることで、耐磨耗性を評価している。

【0003】

上記のピンオンディスク型摩耗試験では、摩擦材の連続回転により、半径方向に沿った同一箇所において繰り返し摺動させて、被試験体を摩耗させるため、当該摩擦材に目詰まりが発生し易い。目詰まりが発生してしまうと、被試験体の摩耗量が著しく低下し、現実の摩耗状態を再現できないため、被試験体の耐摩耗性を適正に評価できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２１５４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、常に摩擦材の新規部分に被試験体を押圧させることで、現実の磨耗状態を再現させて、被試験体の耐磨耗性を適正に評価できるようにすることを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための請求項１の発明は、連続走行する摩擦シートに対して被試験体を押圧させることで、当該被試験体の摩擦・磨耗能を試験する連続式摩擦・磨耗試験装置であって、
巻出し軸にブレーキトルクが加えられた状態で、当該巻出し軸と一体回転するシート巻管に巻回された摩擦シートを巻き出すシート巻出し装置と、
前記シート巻出し装置の巻管から巻き出された前記摩擦シートをシート巻取り軸に巻き取るシート巻取装置と、
前記シート巻出し装置と前記シート巻取装置との間を走行する摩擦シートにおける前後の各ガイドローラの間の試験走行部の一方の側に配置されて、前記被試験体を保持する被試験体保持装置と、
前記被試験体保持装置で保持された被試験体を前記摩擦シートを介して受けローラに押圧すべく、前記摩擦シートの試験走行部の他方の側に、当該被試験体と対向して配置される受けローラ装置と、
前記被試験体保持装置の全体を前記受けローラ装置の受けローラに対して設定荷重で押圧させる被試験体押圧装置と、
前記摩擦シートの前記試験走行部よりも下流側において、前記巻出し軸のブレーキトルクに抗して、当該摩擦シートを巻き出すための駆動ローラ装置と、を備え、
前記被試験体は、常に、連続走行する前記摩擦シートの新規部分に押圧されて磨耗され、
前記摩擦シートの試験走行部は、ほぼ水平であって、当該試験走行部の直下に前記被試験体保持装置が水平方向に微動可能に支持されて、前記被試験体と走行中の摩擦シートとの摩擦力により、当該被試験体保持装置が前記摩擦シートの走行方向に微動されて、当該保持装置のフレームの一部が、本体フレームに対して取付けられた第１ロードセルに押圧されることで、前記摩擦力の測定が可能であることを特徴としている。

【0007】

請求項１の発明によれば、シート巻出し装置の巻出し軸のシート巻管に巻回されている摩擦シートは、前記駆動ローラ装置を構成する一対の駆動ローラの駆動回転により、当該シート巻管に巻き取られている摩擦シートの巻径に比例して減少する巻出し軸のブレーキトルクに抗して一定張力で巻き出されて、シート巻取装置の巻取り軸に巻き取られる。連続走行する摩擦シートの試験走行部においては、前記被試験体保持装置で保持された被試験体は、被試験体保持装置の全体を受けローラの側に押圧する被試験体押圧装置によって、前記摩擦シートを介して受けローラ装置の受けローラに設定荷重で押圧されることで、当該被試験体は、常に、摩擦シートの新規部分との摩擦により磨耗される。このように、摩擦材として、連続走行する摩擦シートを使用することで、被試験体は、常に摩擦シートの新規部分に対して摩擦接触することで、現実の磨耗状態が実現されて、被試験体による高い耐磨耗性の評価が得られる。

【0008】

【0009】

また、請求項１の発明によれば、被試験体を保持している被試験体保持装置が、本体フレームに対して水平方向に微動可能に支持されていて、連続走行する摩擦シートと被試験体との摩擦によって、前記被試験体保持装置は、摩擦シートの走行方向に沿って微動されて、当該保持装置のフレームの一部が、本体フレームに取付けられた第１ロードセルを押圧することで、試験中の被試験体と摩擦シートとの摩擦力の測定が可能となる。

【0010】

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記被試験体保持装置は、本体フレームに取付けられた定滑車装置とバランスウェイトとの併用により、上下動可能なフローティング状態に配置され、押圧シリンダにより上方に押圧されて、前記被試験体は、摩擦シートを介して前記受けローラに押圧されると共に、前記押圧シリンダによる前記受けローラに対する当該被試験体の摩擦押圧力は、当該押圧シリンダのロッド又は前記被試験体保持装置の一部が、本体フレームに取付けられた第２ロードセルを押圧することで、測定可能であることを特徴としている。

【0011】

受けローラに対する被試験体の摩擦押圧力の測定に対して、被試験体保持装置の全体を上方に押圧する全体押圧力を測定すると、前記摩擦押圧力は、全体押圧力から被試験体保持装置の自重を減じた値となって、計測精度が低下する。そこで、請求項２の発明のように、被試験体保持装置は、本体フレームに取付けられた定滑車装置とバランスウェイトとの併用により、上下動可能なフローティング状態に配置され、この状態で、押圧シリンダにより、被試験体保持装置を上方に押圧させて、被試験体を摩擦シートを介して受けローラに押圧させる構成の採用によって、押圧シリンダの上方への押圧力自体が、受けローラに対する被試験体の摩擦押圧力と同等となって、当該押圧シリンダのロッド又は被試験体保持装置の一部が、本体フレームに取付けられた第２ロードセルを押圧することで、当該摩擦押圧力は、高精度で測定可能となる。

【0012】

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記被試験体保持装置は、断面形状及び／又は長さの異なる種々の被試験体が固定される被試験体ホルダが、ホルダベッドに対して着脱可能な構成であり、
前記被試験体ホルダは、前記ホルダベッドに対して、前記被試験体の横断面視で傾動可能に支持されて、摩擦シートに対する被試験体の配置角度が調整可能であると共に、前記受けローラは、当該被試験体の傾動に対応して、摩擦シートの走行方向に微動することで、当該被試験体は、自身の配置姿勢とは無関係に、常に受けローラの最下部に押圧される構成であることを特徴としている。

【0013】

摩擦・磨耗試験の被試験体には、その素材、断面形状及び／又は長さの異なる種々のものがあり、しかも、評価精度を高めるために、同一の被試験体に対して複数回の試験を行うのが常である。請求項３の発明は、このような実情に対応可能にしたもので、ホルダベッドに対して着脱可能な複数の被試験体ホルダを用意しておいて、各被試験体ホルダに、種々の被試験体、或いは同一の被試験体に対して複数回の試験を行う場合には、同一の別の被試験体を予めセットしておくことで、被試験体がセットされた被試験体ホルダをホルダベッドに対して着脱するのみで、被試験体のセット及び取り外しが可能となる。これにより、多数の被試験体を連続して試験する場合において、被試験体のセットの無駄時間が少なくなって、被試験体の耐磨耗性の試験の能率が高められる。

【0014】

【0015】

また、請求項３の発明によれば、連続走行する摩擦シートに対する被試験体の配置は、当該摩擦シートの上流側において被試験体とのなす角度が鋭角となるようにすると、摩擦シートは、被試験体に引っ掛かることなくスムーズに走行できて、磨耗試験を安定して行える。請求項３の発明によれば、連続走行する摩擦シートに対して被試験体を上記したように配置でき、しかも受けローラの最下部に被試験体を押圧することが可能となって、摩擦シートに対する被試験体の配置角度とは無関係に、常に安定状態で磨耗試験を行える。

【0016】

【0017】

【0018】

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記摩擦シートが両面使用可能であり、前記シート巻出し装置の側には、シート巻取装置のシート巻取り軸に巻き取られて、一面が使用済の前記摩擦シートを表裏反転状態で巻き戻して巻回して、他面を使用可能とするシート巻戻し装置が設けられていることを特徴としている。

【0019】

請求項４の発明によれば、摩擦シートが両面使用可能であり、一面のみが使用済の状態で、シート巻取り軸に巻き取られた摩擦シートを、シート巻出し装置の側に配置されたシート巻戻し装置の巻管に、使用済面を裏側にして巻き取った後に、当該巻管を、シート巻出し装置の巻出し軸に装着することで、摩擦シートの未使用面を使用することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、摩擦材として、シート巻出し装置から巻き出されて、シート巻取装置に巻き取られることで、連続走行する摩擦シートを用いているため、被試験体は、常に、摩擦シートの新規部分との摩擦により磨耗されるので、現実の磨耗状態が実現されて、被試験体による高い耐磨耗性の評価が得られる。また、本発明によれば、被試験体を保持している被試験体保持装置が、本体フレームに対して水平方向に微動可能に支持されていて、連続走行する摩擦シートと被試験体との摩擦によって、前記被試験体保持装置は、摩擦シートの走行方向に沿って微動されて、当該保持装置のフレームの一部が、本体フレームに取付けられた第１ロードセルを押圧することで、試験中の被試験体と摩擦シートとの摩擦力の測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る連続式摩擦・磨耗試験装置の試験時の正面図である。

【図2】同じく非試験時の概略正面図である。

【図3】同じく平面図である。

【図4】本発明に係る連続式摩擦・磨耗試験装置の模式的斜視図である。

【図5】被試験体保持装置Ａの斜視図である。

【図6】被試験体保持装置Ａの一部を分解した斜視図である。

【図7】同じく被試験体保持装置Ａの別の部分を分解した斜視図である。

【図8】（ａ），（ｂ）は、被試験体ホルダＨの断面図及び斜視図である。

【図9】被試験体ホルダＨの傾斜構造を示した正面図である。

【図10】被試験体保持装置Ａ及びフローティング装置Ｇの正面図である。

【図11】同じく側面図である。

【図12】（ａ），（ｂ）は、それぞれ試験時及び非試験時における被試験体保持装置Ａの押圧シリンダＫ₁ 及び下降シリンダＫ₂ の部分の側面図（図１のＸ矢視図）である。

【図13】受けローラ装置Ｂを下方から見た斜視図である。

【図14】受けローラ装置Ｂの底面図である。

【図15】受けローラ装置Ｂの側面図（図１３のＹ矢視図）である。

【図16】（ａ）は、方形枠体１０３に回転可能に支持された受けローラＲの側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＺ−Ｚ線矢視図である。

【図17】被試験体Ｔの配置角度と受けローラＲとの位置関係を示す摩擦・磨耗原理図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、最適な実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。最初に、図１〜図４を参照して、連続式摩擦・磨耗試験装置（以下、単に「試験装置」という）の概略（基本）構成について説明し、その後に、当該試験装置の各部分の具体的構成について説明する。

【0023】

本体フレームＤは、水平配置された方形状の上下の各フレーム板１，２の各コーナー部が計４本の連結ロッド３を介して一体で連結され、下フレーム板２の各コーナー部が計４本のベースロッド４を介してベッド５に固定された構成である。被試験体ホルダＨを保持する被試験体保持装置Ａは、上下の各フレーム板１，２の間に上下方向に移動可能に配置されている。垂直上方に向いた荷重により、被試験体ホルダＨに固定された被試験体Ｔを摩擦シートＳを介して押圧させることで、摩擦押圧力Ｆ₂ を受ける受けローラＲを備えた受けローラ装置Ｂは、上フレーム板１の直下において、前記各連結ロッド３に案内支持されて昇降する昇降板６の下面に装着されることで、前記被試験体保持装置Ａの直上に配置される。摩擦シートＳは、その一面又は両面に摩擦材が一体に貼り付けられている。昇降板６は、上フレーム板１の上面に垂直に取付けられた昇降シリンダ７のロッド７ａが当該昇降板６の中央部に連結されることで、昇降シリンダ７の駆動により昇降される。図４に示されるように、昇降板６における各連結ロッド３の内側には、それぞれ当接ロッド８が下方に向けて垂直となって一体に設けられ、下フレーム板２における前記各当接ロッド８の直下には、それぞれストッパロッド９が上方に向けて垂直に設けられ、昇降板６と一体に昇降する各当接ロッド８の下端面が、前記各ストッパロッド９の上端面に当接することで、当該昇降板６の下降端位置が定められる。なお、図４に示されるように、ストッパロッド９の上端部には、人体の一部が入り込むのを防止する防護ガイド筒１０が設けられ、ストッパロッド９の上端部、及び当接ロッド８の下端部は、いずれも前記防護ガイド筒１０内に配置されている。図２及び図４に示されるように、上フレーム板１の上面には、複数本のバネ収容筒１１が配置され、各バネ収容筒１１に収容されたバネ軸１２の先端と前記昇降板６とが連結されて、前記バネ収容筒１１に収容された圧縮バネ１３の復元力によりバネ軸１２が上方に移動するように付勢されることで、前記昇降板６が上方に付勢されていて、この付勢力に抗して前記昇降シリンダ７により昇降板６は、下方に移動される。

【0024】

図１及び図３に示されるように、本体フレームＤの一方の側には、シート巻出し装置Ｅが配置され、その他方には、シート巻取装置Ｊが配置されている。シート巻出し装置Ｅの巻出し軸２１には、摩擦シートＳが巻回されたシート巻管２２が嵌め込まれ、巻出し軸２１には、パウダーブレーキ２３により、摩擦シートＳの巻径に比例したブレーキトルクが加えられることで、当該摩擦シートＳは、常に、一定張力で巻き出される。シート巻取装置Ｊの巻取り軸２４には、同じくシート巻管２５が嵌め込まれ、当該巻取り軸２４は、駆動モータＭ₁ の駆動により回転される。摩擦シートＳの走行路を特定するために、本体フレームＤの両側には、それぞれガイドローラ２６ａ，２６ｂが配置され、本体フレームＤにおける前後一対の連結ロッド３の間には、被試験体Ｔを押圧される摩擦シートＳの支持スパンを定めるためのスパンローラ２７ａ，２７ｂが配置されている。図４に示されるように、前後一対の連結ロッド３には、支持板２８が水平に支持され、各スパンローラ２７ａ，２７ｂは、当該支持板２８に一対の支持ブラケット２９を介して支持されている。シート巻取装置Ｊの側のガイドローラ２６ｂとスパンローラ２７ｂとの間には、巻出し軸２１のシート巻管２２から摩擦シートＳを巻き出すために、当該摩擦シートＳを挟持する一対のニップローラ（送りローラ）３１ａ，３１ｂが配置されている。一方のニップローラ３１ａは、不動であって、駆動モータ（図示せず）により駆動回転され、他方のニップローラ３１ｂは、上下方向に可動であって、従動回転される。即ち、摩擦シートＳは、一対のニップローラ３１ａ，３１ｂにより、巻出し軸２１のシート巻管２２から巻き出されて、巻取り軸２４のシート巻管２５は、摩擦により損耗された摩擦シートＳを単に巻き取るのみである。

【0025】

また、図１及び図３に示されるように、摩擦シートＳが表裏両面使用可能な場合には、巻出し軸２１及びシート巻管２２を、図１で２点鎖線で示される巻戻し位置に配置させて、当該巻戻し位置に配置された巻戻し軸（図示せず）を巻戻し用の駆動モータＭ₂ により、巻出し軸２１の回転と逆方向に駆動回転させることで、巻取り軸２４のシート巻管２５に巻き取られた一面が使用済の摩擦シートＳ’を、表裏反転状態で巻き戻してシート巻管２２に巻回させ、その後に、一面が使用済の摩擦シートＳ’が巻き取られたシート巻管２２を、左右反転させて、巻出し軸２１に装着することで、摩擦シートＳの未使用面が使用可能となる。

【0026】

図５〜図９において、被試験体保持装置Ａは、計４本の支持ロッド３５を介して下フレーム板２に対して昇降可能に支持されている。保持板３６には、摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿った一対の支持ロッド３７が支持ブラケット３８に支持され、各支持ロッド３７に固定された支持ブロック３９に、ホルダベッド板４１が一体に取付けられ、当該ホルダベッド板４１に取付けられた一対のあり溝ブロック４２ａ，４２ｂの間に被試験体ホルダＨが着脱可能に取付けられる。一方のあり溝ブロック４２ａは、前記ホルダベッド板４１に一体に取付けられて、他方のあり溝ブロック４２ｂは、長手方向に二分割されて、ガイドブロック４３に案内されて、駆動シリンダ４４よりに駆動されて、摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿って僅かに進退して、一対のあり溝ブロック４２ａ，４２ｂに対して被試験体ホルダＨを着脱可能にしている。

【0027】

被試験体ホルダＨは、断面形状及び／又は長さの異なる種々の被試験体Ｔ、或いは同一の被試験体Ｔで複数回の試験を行う場合には、別の同一の被試験体Ｔを予めセットしておいて、当該被試験体Ｔが固定された被試験体ホルダＨを前記ホルダベッド板４１にワンタッチで着脱することで、被試験体Ｔの交換作業を迅速にさせている。被試験体ホルダＨは、図８に示されるように、横断面視で両端部があり状となったホルダ基板４５に対して被試験体取付け板４６が、幅方向の中央部の回動支点軸４７を中心にして僅かに回動可能に支持されている。回動支点軸４７は、摩擦シートＳの走行方向と直交する方向に沿って水平に配置されている。被試験体取付け板４６の上面には、被試験体取付けブロック４８が複数本の固定ボルト４９を介して固定され、被試験体取付けブロック４８の支持突部４８ａの側面に、被試験体Ｔが配置されて、その他方の側面が、返信構造のロックボルト５１の六角頭部５１ａにより、被試験体Ｔが前記支持突部４８ａに押し付けられることで、固定される。

【0028】

また、図１に示されるように、一対のスパンローラ２７ａ，２７ｂの摩擦シートＳは、受けローラＲにより僅かに下方に押し付けられることで、垂直配置された被試験体Ｔとのなす角度（θ₁ ）が９０°よりも大きくすることで、走行中の摩擦シートＳと被試験体Ｔとの引掛り現象が生じないようにしてある。また、図１７に示されるように、被試験体Ｔは、垂直配置するよりも、摩擦シートＳの上流側において、当該摩擦シートＳと被試験体Ｔとのなす角度（θ₂ ）が前記角度（θ₁ ）よりも小さくなる（θ₂ ＜θ₁ ）ように、当該被試験体Ｔを傾斜配置する方が、被試験体Ｔと摩擦シートＳとの摩擦現象が、更にスムーズとなる。なお、図１７において、被試験体Ｔは、摩擦押圧力の符号（Ｆ₂ ）を記入可能とすべく、他の図面との関係において、板厚を厚くして表示してある。よって、回動支点軸４７を中心に僅かに回動する被試験体取付け板４６の裏面の幅方向の一端部は、Ｖ字状の受け面５２が形成され、当該受け面５２と、前記ホルダ基板４５の当接面４５ａとの間に、断面円形の挟持円柱体５３が配置され、被試験体取付け板４６の幅方向の他端部には、頭部５４ａが前記ホルダ基板４５に当接する調整固定ボルト５４が設けられ、前記挟持円柱体５３と前記当接面４５ａとの間にシム板５５を介在させることで、被試験体Ｔと、当該被試験体Ｔの上流側の摩擦シートＳとのなす角度（θ₂ ）を前記角度（θ₁ ）よりも小さくできて、前記シム板５５の板厚の調整により、前記角度（θ₂ ）の調整が可能となる。なお、図５〜図９において、５６は、被試験体ホルダＨの着脱の際に、手で把持する把手を示す。

【0029】

よって、試験時には、被試験体Ｔが走行中の摩擦シートＳを介して受けローラＲを押圧させるために、当該摩擦シートＳと被試験体Ｔとの摩擦力Ｆ₁ により、ホルダベッド板４１は、摩擦シートＳの走行方向Ｐに追従移動させられる。この現象を利用して、前記摩擦力Ｆ₁ を測定すべく、前記保持板３６の上面における一対の支持ロッド３７の間には、第１ロードセル圧接板６１が取付けられ、前記ホルダベッド板４１の裏面には、第１ロードセルＬ₁ が取付けられ、前記摩擦力Ｆ₁ によりホルダベッド板４１が上記方向に追従移動されると、図１０に示されるように、第１ロードセルＬ₁ が第１ロードセル圧接板６１に圧接することで、前記摩擦力Ｆ₁ が測定される構成になっている。なお、異常時において、設定を遥かに上回る荷重が第１ロードセルＬ₁ に作用する場合には、ホルダベッド板４１における摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿った下流側の端面は、当該下流側に配置した各支持ブラケット３８に取付けられたストッパボルト６３に当接することで、前記第１ロードセルＬ₁ に過荷重が作用するのを防止している。

【0030】

また、試験時において、摩擦シートＳと被試験体Ｔとの摩擦により発生する磨耗粉が周辺に飛散するのを防止すべく、前記被試験体ホルダＨの全体は、カバー体６４で覆われる。即ち、カバー体ユニット６５は、取付け板６６を介して前記ホルダベッド板４１の裏面側に取付け可能であって、カバー体６４の幅方向の中央部には、直線状の空隙６７が設けられ、被試験体Ｔは、当該空隙６７を通して上方に突出した状態で配置される。カバー体６４の裏面側には、吸引気流が及んでいるため、当該吸引気流により、発生した磨耗粉は、前記空隙６７を通って、当該カバー体６４の裏面側に吸引して回収される構成になっている。

【0031】

次に、図１０及び図１１を参照して、被試験体保持装置Ａをフローティングさせるフローティング装置Ｇ、及び被試験体保持装置Ａの全体を上方に押圧させて、摩擦シートＳを介して被試験体Ｔを受けローラＲに押圧させて、摩擦押圧力Ｆ₂ を発生させる摩擦押圧装置Ｎについて説明する。下フレーム板２の直下には、所定期間をおいて固定フレーム板７１が配置されて、計４本の連結ロッド７２を介して連結されている。下フレーム板２と固定フレーム板７１との間には、可動板７３が上下方向に移動可能に配置されて、被試験体保持装置Ａの保持板３６と前記可動板７３とは、下フレーム板２を貫通する計４本の可動連結ロッド７４を介して連結されることで、被試験体保持装置Ａの保持板３６とは、一体となって昇降する構成となっている。各可動連結ロッド７４は、下フレーム板２を貫通して、当該下フレーム板２に固定されたボールブッシュから成る直線案内筒７５に案内されて上下方向する摺動することで、摺動抵抗を小さくしてある。

【0032】

固定フレーム板７１の各コーナー部には、滑車支持支柱７６が垂直となって固定されて、各滑車支持支柱７６の上端部の外側には、回転軸心を摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿わせて定滑車７７がそれぞれ取付けられ、各定滑車７７に掛装された連結ロープ７８の上端側端部は、前記可動板７３の各コーナー部に連結されていると共に、当該連結ロープ７８の上端側端部は、バランスウェイト載置板８１の各コーナー部にフックボルト８２を介して連結される。この構成によって、前記バランスウェイト載置板８１の重量を含めて、被試験体保持装置Ａの重量と同等のバランスウェイトＷを、当該バランスウェイト載置板８１に載置することで、定滑車７７に掛装されている前記連結ロープ７８の両端部に作用する荷重が同等となって、被試験体保持装置Ａは、空中にフローティングされた状態となる。よって、被試験体保持装置Ａを上昇させる際に、当該被試験体保持装置Ａの自重が負荷とならなくなって、垂直上方を向いた小さな荷重（受けローラＲに対しては、摩擦押圧力Ｆ₂ として作用する荷重）によって、昇降する構造が実現される。上記した各連結ロッド７２の上端側は、他部に比較して小径に形成され、下フレーム板２から上方に突出されることでストッパ部７２ａとなっており、被試験体保持装置Ａの保持板３６から下方に突出されたストッパ体７９に当接することで、当該被試験体保持装置Ａの下降端位置を定めている。

【0033】

図１２は、図１のＸ矢視を主体にした図であって、被試験体保持装置Ａを昇降させると共に、当該被試験体保持装置Ａの上昇時において、走行中の摩擦シートＳを介して被試験体Ｔを直上の受けローラＲに押圧させて、摩擦力Ｆ₁ を発生させるための摩擦押圧装置Ｎの側面原理図である。下フレーム板２の下面には、押圧力を調整可能な押圧シリンダＫ₁ が上方を向いて装着されて、そのロッド８５は、下フレーム板２に設けられた貫通孔８６から出没可能に配置されている。一方、被試験体保持装置Ａの保持板３６の下面における前記押圧シリンダＫ₁ と対向する位置に、第２ロードセルＬ₂ が下方を向いて装着され、前記押圧シリンダＫ₁ のロッド８５を突出させて、当該ロッド８５が設定荷重で第２ロードセルＬ₂ の検出部を押圧すると、図１２（ａ）に示されるように、フローティング状態の被試験体保持装置Ａは、前記設定荷重で上方に押圧されることで、被試験体Ｔは、前記設定荷重と等しい摩擦押圧力Ｆ₂ により、走行中の摩擦シートＳを介して受けローラＲに押圧される。このように、被試験体保持装置Ａは、フローティング状態で空中配置されているため、小さな押圧力で上昇させることが可能となり、この小さな押圧力は、予め設定された荷重であるので、受けローラＲに対する摩擦押圧力Ｆ₂ の正確な測定が可能となる。押圧シリンダＫ₁ の押圧力を調整することで、摩擦押圧力Ｆ₂ を調整できる。

【0034】

また、前記押圧シリンダＫ₁ の直下には、方形状のシリンダ取付け板８７が配置されて、当該取付け板８７における一方の対角線方向に沿った各コーナー部において、一対の連結ロッド８８を介して下フレーム板２に連結されている。シリンダ取付け板８７の下面には、被試験体保持装置Ａを下降させる下降シリンダＫ₂ が下方を向いて装着されている。下降シリンダＫ₂ の直下には、同じく方形状の押付け板９１が配置され、当該押付け板９１における前記取付け板８７における一対の連結ロッド８８を連結している対角線方向とは、別の対角線方向に沿ってコーナー部と、被試験体保持装置Ａの保持板３６とは、一対の連結ロッド９２を介して連結されている。このため、下降シリンダＫ₂ のロッド９３を下方に向けて突出させると、図１２（ｂ）で示されるように、下降シリンタＫ₂ のロッド９３の突出により、押付け板９１が下方に押し付けられることで、一対の連結ロッド９２を介して被試験体保持装置Ａの全体が下降されて、被試験体Ｔは、受けローラＲから離間される。

【0035】

次に、図１３〜図１６を参照して、受けローラ装置Ｂについて説明する。受けローラ装置Ｂは、摩擦押圧装置Ｎを構成する押圧シリンダＫ₁ により、受けローラＲに対して走行中の摩擦シートＳを介して被試験体Ｔを押圧する摩擦押圧力Ｆ₂ を受ける装置であって、両端部があり状（傾斜面状）に形成されたスライド板１０１に、摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿って設定間隔をおいて一対の方形枠体支持板１０２ａ，１０２ｂが一体に立設されている。方形枠体１０３における摩擦シートＳの走行方向と直交する方向Ｑに沿って所定間隔をおいて一対の軸受部１０４が昇降板６の側に向けて一体に設けられ、受けローラＲは、横断面視における全体の一部が方形枠体１０３から下方に向けて突出するようにして、軸方向の両端の小径の支持軸部１０５を介して当該方形枠体１０３の前記軸受部１０４に回転可能に支持されている。

【0036】

受けローラＲを支持している方形枠体１０３は、当該受けローラＲの軸方向の中央部において回動支持軸１０６を介して前記各方形枠体支持板１０２ａ，１０２ｂに、摩擦シートＳの走行方向に沿った軸心を中心にして回動可能に支持されている。即ち、方形枠体１０３における受けローラＲの軸心方向に沿った部分の中央部には、一対の回動支持板部１０７がスライド板１０１の側に向けて一体に設けられ、各回動支持板部１０７と、前記方形枠体支持板１０２ａ，１０２ｂとが、それぞれ回動支持軸１０６で連結支持されている。よって、方形枠体１０３、即ち、受けローラＲは、その全体が、自身の軸心と直交する軸心を有する回動支持軸１０６を中心にして僅かに回動可能な構造とすることで、被試験体Ｔの長手方向（摩擦シートＳの走行方向と直交する方向Ｑ）に沿った全部分が受けローラＲに押圧可能となって、磨耗試験の精度が高められる。方形枠体１０３、即ち、受けローラＲの回動角度を規制するために、スライド板１０１には、前記軸受部１０４が当接するストッパ体１０８が設けられている。換言すると、軸受部１０４とストッパ体１０８との間には、僅かの隙間１０９が形成されている。

【0037】

上記したように、被試験体Ｔと走行中の摩擦シートＳの上流側とのなす角度（θ₂ ）を鋭角にして、被試験体Ｔと摩擦シートＳとの摩擦をスムーズにさせると、被試験体Ｔの先端は、摩擦シートＳの走行方向に沿った下流側に微動し、この場合においても、被試験体Ｔが受けローラＲの直下に押圧されることが望ましい。図１７において、被試験体Ｔが傾斜配置されることで、受けローラＲが、摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿って距離Ｕだけ移動した状態が図示されている。そこで、前記スライド板１０１は、昇降板６の裏面に固定された一対のあみ溝ブロック１１１ａ，１１１ｂに案内されて、摩擦シートＳの走行方向に沿ってスライド可能な構造にしてある。摩擦シートＳの走行方向Ｐと直交する方向Ｑに配置されたスライド軸１１２を回転させると、当該回転が直線変換機構１１３によって、摩擦シートＳの走行方向Ｐの直線移動に変換されることで、前記スライド板１０１は、摩擦シートＳの走行方向Ｐに沿って微動する構造にしてある。なお、図１３及び図１４において、１１４は、スライド板１０１をあり溝ブロック１１１ａに対して押圧させて固定するための押圧ブロックであり、ハンドル１１５によって、回転ねじ軸１１６を回転させることで、押圧ブロック１１４を前記方向Ｑに微動させて、スライド板１０１の固定、及びその解除を行う。

【0038】

そして、上記した試験装置を用いて、被試験体Ｔの摩擦・磨耗試験を行うには、以下のようにする。図２は、試験装置の非試験状態であって、被試験体保持装置Ａの保持板３６の下面から下方に突出した各ストッパ体７９が、本体フレームＤに対して固定配置された各ストッパ部７２ａに当接することで、被試験体保持装置Ａは、本体フレームＤに対して下降端に配置されていると共に、昇降シリンダ７及び各バネ収容筒１１に収容された圧縮バネ１３の復元力により、受けローラ装置Ｂは、本体フレームＤに対して上昇端位置に配置されることで、受けローラＲと、被試験体保持装置Ａの被試験体ホルダＨにセットされた被試験体Ｔとは、上下方向に沿って離間されている。この状態で、シート巻出し装置Ｅのシート巻管２２に巻回されている摩擦シートＳを巻き出して、上下一対のニップローラ３１ａ，３１ｂの間を通して、左右一対のガイドローラ２６ａ，２６ｂ、左右一対のスパンローラ２７ａ，２７ｂに巻き掛けて、シート巻取装置Ｊのシート巻管２５に巻回させ、その後に、上方に退避している従動回転するニップローラ３１ｂを下降させて、駆動回転するニップローラ３１ａに対して押し付けて、各ニップローラ３１ａ，３１ｂの間の摩擦シートＳを挟持する。

【0039】

次に、昇降シリンダ７の押下げ力により、各バネ収容筒１１に収容された圧縮バネ１３の復元力に抗して、昇降板６の裏面に装着されている受けローラ装置Ｂを、その当接ロッド８がストッパロッド９に当接する下降端まで下降させて、前記昇降シリンダ７の押下げ力を加え続けることで、当該状態を維持させる。当接状態では、被試験体保持装置Ａは、図２及び図１２（ｂ）に示されるように、被試験体保持装置Ａの側の各ストッパ体７９が、本体フレームＤの側の各ストッパ部７２ａに当接することで、被試験体保持装置Ａは、下降端に位置していて、押圧シリンダＫ₁ のロッド８５は、下フレーム板２の貫通孔８６内に入り込んでいる。この状態で、押圧シリンダＫ₁ のロッド８５を突出させると、当該ロッド８５は、第２ロードセルＬ₂ を介してフローティング状態の被試験体保持装置Ａの全体を上方に昇降量Ｖ（図１及び図１０参照）だけ押し上げることで、被試験体ホルダＨに取付けられている被試験体Ｔは、摩擦シートＳを介して直上の受けローラＲに押圧される。この状態が、図１及び図１２（ａ）で示される試験時の状態である。

【0040】

上記において、押圧シリンダＫ₁ の押圧力である摩擦押圧力Ｆ₂ は、予め設定されていて、フローティング状態の被試験体保持装置Ａの持ち上げには、一切寄与しておらず、しかも第２ロードセルＬ₂ により測定される。各直線案内筒７５に対する各可動連結ロッド７４の摺動抵抗は、極めて小さいので、第２ロードセルＬ₂ により測定される荷重は、受けローラＲに対して被試験体Ｔが押圧される摩擦押圧力Ｆ₂ と見做すことができる。

【0041】

上記の試験時の状態において、パウダーブレーキ２３、一対のニップローラ３１ａ，３１ｂのうち下方のニップローラ３１ｂの駆動モータ（図示せず）、シート巻取装置Ｊの巻取り軸２４の駆動モータＭ₁ を、それぞれ駆動させると、一対のニップローラ３１ａ，３１ｂにより、シート巻取装置Ｊのシート巻管２２から摩擦シートＳが巻き出されることで、摩擦押圧力Ｆ₂ で受けローラＲに押圧されている被試験体Ｔは、常に、走行中の摩擦シートＳの新規部分で摩擦・磨耗される。また、被試験体Ｔの先端磨耗部の配置姿勢に応じて、受けローラＲは、軸方向の中央部に配置された回動支持軸１０６を中心に僅かに回動することで、被試験体Ｔは、偏磨耗されることなく、均一磨耗される。これにより、現実の摩擦・磨耗に近い状態が実現され、高評価の摩擦・磨耗試験が行われる。被試験体Ｔの磨耗量が多い場合には、試験中において、被試験体保持装置Ａは、押圧シリンダＫ₁ の押圧力により、前記磨耗量に応じた微量だけ上昇されて、常に設定した摩擦押圧力Ｆ₂ で摩擦・磨耗試験が行われる。摩擦・磨耗に供された使用済の摩擦シートＳは、シート巻取装置Ｊのシート巻管２５に巻き取られる。

【0042】

また、連続走行する摩擦シートＳと被試験体Ｔとの摩擦力Ｆ₁ によって、被試験体ホルダＨを装着しているホルダベッド板４１は、一対の支持ロッド３７に案内されて摩擦シートＳの走行方向Ｐに移動させられて、当該保持板３６の下面に装着した第１ロードセルＬ₁ が、保持板３６の上面に固定された第１ロードセル圧接板６１に圧接されることで、当該第１ロードセルＬ₁ によって前記摩擦力Ｆ₁ が測定される。

【0043】

このように、上記した試験装置によれば、シート巻出し装置Ｅから巻き出されて、シート巻取装置Ｊに巻き取られることで、試験走行部において略水平方向に連続走行する摩擦シートＳによって、被試験体Ｔは、常に当該摩擦シートＳの新規部分で摩擦・磨耗されるために、摩擦・磨耗状態が、現実の状態に近づいて、高い耐磨耗性の評価が得られるのに加えて、第１及び第２の各ロードセルＬ₁ ，Ｌ₂ によって、摩擦力Ｆ₁ 及び摩擦押圧力Ｆ₂ の双方が測定可能となって、被試験体Ｔの耐磨耗性の評価の基準項目の一つである摩擦力Ｆ₁ 及び摩擦押圧力Ｆ₂ に関して、具体的な数値が得られるために、被試験体Ｔの耐磨耗性の評価の信頼性が高まる。

【0044】

試験終了後には、シート巻出し装置Ｅのパウダーブレーキ２３、シート巻取装置Ｊの駆動モータＭ₁ 及びニップローラ３１ａの駆動モータ（図示せず）を停止させた状態で、押圧シリンダＫ₁ のロッド８５を引っ込めた後に、下降シリンダＫ₂ のロッド９３の突出により、被試験体保持装置Ａのストッパ体７９が本体フレームＤのストッパ部７２ａが当接するまで、フローティング状態の当該被試験体保持装置Ａの全体が下降する。また、昇降シリンダ７のロッド７ａが引っ込むと共に、各バネ収容筒１１に収容された各圧縮バネ１３の復元力により、本体フレームＤに対して昇降板６が上昇することで、当該昇降板６の下面に装着された受けローラ装置Ｂが上昇して、摩擦シートＳに対して離間する。

【0045】

この状態で、被試験体保持装置Ａの被試験体ホルダＨを、予め被試験体Ｔがセットされている別の被試験体ホルダＨと交換し、再度、上記した各操作を反復させることで、被試験体Ｔの交換時間を極めて短くすることで、高能率で、被試験体Ｔの摩擦・磨耗試験が行われる。

【0046】

また、上記実施例では、摩擦シートＳの試験走行部が略水平であって、当該試験走行部の下方に被試験体Ｔを配置すると共に、その上方に受けローラＲを配置しているが、配置を逆にして、摩擦シートＳの試験走行部の上方に被試験体Ｔを配置して、その下方に受けローラＲを配置することも可能である。更に、摩擦シートＳの試験走行部は、垂直方向に配置してもよいし、傾斜方向に配置してもよい。

【符号の説明】

【0047】

Ａ：被試験体保持装置
Ｂ：受けローラ装置
Ｄ：本体フレーム
Ｅ：シート巻出し装置
Ｆ₁ ：摩擦力
Ｆ₂ ：摩擦押圧力
Ｇ：フローティング装置
Ｈ：被試験体ホルダ
Ｊ：シート巻取装置
Ｋ₁ ：押圧シリンダ
Ｋ₂ ：下降シリンダ
Ｌ₁ ：第１ロードセル
Ｌ₂ ：第２ロードセル
Ｎ：摩擦押圧装置
Ｐ：摩擦シートの走行方向
Ｑ：摩擦シートの走行方向と直交する方向
Ｒ：受けローラ
Ｓ：摩擦シート
Ｓ’：一面使用済摩擦シート
Ｔ：被試験体
Ｕ：受けローラの移動距離
Ｗ：バランスウェイト
θ₁ ，θ₂ ：被試験体と摩擦シートとのなす角度
２１：巻出し軸
２２：巻出し軸のシート巻管
２４：巻取り軸
２５：巻取り軸のシート巻管
３１ａ，３１ｂ：ニップローラ（駆動ローラ装置）
４１：ホルダベッド板
１０３：方形枠体
１０６：回動支持軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】