特許 7497822 摩擦摩耗試験機用保護キャップ、摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体及び摩耗試験方法

(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】

(24)【登録日】2024-06-03

(45)【発行日】2024-06-11

(54)【発明の名称】摩擦摩耗試験機用保護キャップ、摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体及び摩耗試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/56 20060101AFI20240604BHJP

【ＦＩ】

G01N3/56 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021061738

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157483

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2023-10-23

(73)【特許権者】

【識別番号】599109906

【氏名又は名称】住友電工ファインポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100106264

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 耕治

(72)【発明者】

【氏名】グェン ホン フク

【審査官】野田 華代

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５０－２８１９８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／９０４４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５７－３５７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９４３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－３０９００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２０９１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５６４９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３／００－３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップであって、
一方に開放する有底の筒状体である金属製の基体と、
上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜と
を備え、
上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、
上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、
上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする摩擦摩耗試験機用保護キャップ。

【請求項2】

上記底部と上記周壁との平均内角が断面視で８０°以上９０°以下である請求項１に記載の摩擦摩耗試験機用保護キャップ。

【請求項3】

上記底部の平均厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の摩擦摩耗試験機用保護キャップ。

【請求項4】

摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体であって、
一方に開放する有底の筒状体であり、
底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、
ステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体。

【請求項5】

ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗特性を試験する摩耗試験方法であって、
ピンの表面に直接又は間接に摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着したピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗試験を行う工程を備え、
上記摩擦摩耗試験機用保護キャップが、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、
上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、
上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、
上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムである摩耗試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、摩擦摩耗試験機用保護キャップ、摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体及び摩耗試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置では、印刷及び複写の最終段階では一般に熱定着方式が採用されている。この熱定着方式は、加熱源を内周面に設けた定着ローラと加圧ローラとの間にトナー画像が転写された印刷用紙等の被転写物を通過させることで、未定着のトナーを加熱溶融し、被転写物にトナーを定着させて画像を形成する方式である。

【0003】

上記定着ローラは、内周面側に設けられたニッププレートと摺動接触することにより摩耗し、摩耗屑が発生しやすい。定着ローラ等の摺動部材は、耐摩耗性の向上や摩擦係数の低減低下に対してさらなる向上が求められている。このような摺動部材における耐摩耗性、滑り性等の摺動特性の評価方法としては、例えば圧子として金属製のピン、ボール、リング等を用いるディスク型摩擦摩耗試験機が広く採用されている（特開２００４－１１５６２４号公報参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－１１５６２４号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップは、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップであって、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。

【0006】

また、本開示の別の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体は、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体であって、一方に開放する有底の筒状体であり、底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、ステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。

【0007】

また、本開示の別の一態様に係る摩耗試験方法は、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗特性を試験する摩耗試験方法であって、ピンの表面に直接又は間接に摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着したピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗試験を行う工程を備え、上記摩擦摩耗試験機用保護キャップが、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムである。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、従来のピンオンディスク型摩擦摩耗試験機の模式的縦断面図である。

【図2】図２は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップを備えるピンオンディスク型摩擦摩耗試験機の模式的縦断面図である。

【図3】図３は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの模式的斜視図である。

【図4】図４は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの底部を示す模式的斜視図である。

【図5】図５は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの模式的縦断面図である。

【図6】図６は、本開示の一実施形態に係る基体の模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示が解決しようとする課題］
上記摺動部材においては、構成する材料の耐摩耗性が装置の安定した稼働や品質に大きく影響を与えることになる。そのため、耐摩耗性にすぐれた材料の選定が重要となり、異なる材料同士からなる２つの部材同士の摺動特性について、高精度の評価が必要とされる状況も増加している。従って、２つの部材同士の摺動特性の摩擦摩耗試験においては、実際の使用環境に近い状況下での測定が望まれる。

【0010】

図１は、従来のピンオンディスク型摩擦摩耗試験機の模式的縦断面図である。図１に示すように、従来のピンオンディスク型摩擦摩耗試験機２００においては、下部のディスクホルダー２２０に固定された平板状の一方の試験用塗膜２３０の表面で、ピン２１０の先端に他方の試験用塗膜２４０を形成したピン２１０を回転摺動させる。そして、試験終了後の一方の試験用塗膜２３０及び他方の試験用塗膜２４０の質量の減少や、摩耗痕の断面形状などから摩耗量について評価が行われる。しかしながら、この場合、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの先端に直接試験用塗膜２４０を形成するため、ピンが消耗し、試験のたびにピンを交換する必要がある。

【0011】

本開示はこのような事情に基づいてなされたものであり、ピンの保護効果が高く、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて２つの摺動部材による摩擦摩耗特性を簡易かつ高精度に行うことができる摩擦摩耗試験機用保護キャップを提供することを目的とする。

【0012】

［本開示の効果］
本開示の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップは、ピンの保護効果が高く、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて２つの摺動部材による摩擦摩耗特性を簡易かつ高精度に行うことができる。

【0013】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0014】

本開示の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップは、本開示の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップは、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップであって、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。

【0015】

当該摩擦摩耗試験機用保護キャップは、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。また、例えば画像形成装置のように、２つの部材が摺動する製品の摩擦摩耗特性の評価をする場合、従来のピンオンディスク型摩擦摩耗試験機においては、金属製のピンとディスク側の試験用塗膜との摩擦摩耗特性の評価しか行うことができないため、一方の部材の摩擦摩耗特性を個々に評価していた。しかしながら、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップおいては、基体の外表面に摺動部材の表面の材料に応じたキャップ用塗膜が形成され、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンにこの摩擦摩耗試験機用保護キャップが装着されることで、摩擦摩耗試験時に２つの部材が摺動する製品の実際の使用環境に近い状況を容易に再現することができる。従って、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップは、ピンの保護効果に優れるのみならず、２つの摺動部材による摩擦摩耗特性を高精度で評価することができる。また、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。上記基体が、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。さらに、上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とすることで、加工性及び強度に優れる。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、品質管理の面から含有量が７０％質量以上であることが好ましい。

【0016】

上記底部と上記周壁との平均内角が断面視で８０°以上９０°以下であることが好ましい。上記底部と上記周壁との平均内角が上記範囲であることで、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップの脱落防止効果及び装着性をより向上できる。ここで、「平均内角」とは、任意の十点において測定した内角の平均値をいう。

【0017】

上記底部の平均厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。上記底部の平均厚さが上記範囲であることで、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップの強度及び成形性をより向上できる。ここで、「平均厚さ」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値をいう。

【0018】

当該摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体は、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体であって、一方に開放する有底の筒状体であり、底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、ステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。当該基体が当該摩擦摩耗試験機用保護キャップに備えられることで、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンに対して優れた保護効果を得ることができる。また、当該基体が、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。

【0019】

また、本開示の別の態様に係る摩耗試験方法は、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗特性を試験する摩耗試験方法であって、ピンの表面に直接又は間接に摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着したピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗試験を行う工程を備え、上記摩擦摩耗試験機用保護キャップが、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されており、上記基体がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムである。

【0020】

当該摩耗試験方法は、上記工程を備えることで、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの保護を図ることができる。また、ピンの表面に直接又は間接に装着される上記摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体が、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。また、上記摩擦摩耗試験機用保護キャップおいては、基体の外表面に摺動部材の表面の材料に応じたキャップ用塗膜が形成され、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンにこの摩擦摩耗試験機用保護キャップが装着されることで、摩擦摩耗試験時に２つの部材が摺動する製品の実際の使用環境に近い状況を容易に再現することができる。従って、当該摩耗試験方法は、上記ピンの保護効果に優れるのみならず、２つの摺動部材による摩擦摩耗特性を高精度で評価することができる。さらに、基体の材料である金属がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とすることで、加工性及び強度に優れる。従って、当該摩耗試験方法は、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて、高精度で摩耗試験を行うことができる。さらに、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。

【0021】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップ及びその製造方法について図面を参照しつつ詳説する。

【0022】

［ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機］
ピンオンディスク型摩耗試験とは、例えば金属製のピンの先端を試験対象部材の摺動面に垂直に押圧しながら摺動面を回転させることにより、公転摺動させる試験を意味する。また、摩耗試験は材料の摺動特性を対象とするものである。本開示の実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップがピンに装着されたピンオンディスク型摩擦摩耗試験機は、例えば２種類の試料を互いに摺動させた場合の摩擦摩耗特性を試験することができる。

【0023】

図２は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップを備えるピンオンディスク型摩擦摩耗試験機の模式的縦断面図である。図２に示すように、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機１００は、一方のディスク側の試験用塗膜３２と、他方の摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の表面のキャップ用塗膜２とを摩擦〔摺動〕させて２種類の塗膜の摩耗量を測定する装置である。ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機１００は、上部に１又は複数のピン２２を保持するホルダー２１と、それをディスク側の試験用塗膜３２に押し付ける荷重機構２０を備える。ピン２２にそれぞれ、先端に当該摩擦摩耗試験機用保護キャップ１が装着されている。摩擦摩耗試験機用保護キャップ１は、基体４と、上記基体４の外表面に積層される上記キャップ用塗膜２とを備える。一方、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機１００の下部の試料台５０は、回転軸３５に結合されたディスクホルダー３０を有し、ディスク側の試験用塗膜３２がホルダー３０に載置及び固定されると、ディスク側の試験用塗膜３２は摩擦摩耗試験機用保護キャップ１のキャップ用塗膜２に対し回転自在となる。次に、ホルダー２１を下降させることにより、ホルダー２１の軸線方向から圧力を加えることにより、キャップ用塗膜２と、ディスク側の試験用塗膜３２とを圧接させ、先端に摩擦摩耗試験機用保護キャップ１が装着されたピン２１０を回転摺動させる。すなわち、キャップ用塗膜２と、ディスク側の試験用塗膜３２とを、ある条件下で設定した加圧荷重、及びすべり速度で回転摺動させる。そして、長時間摺動試験した後に、一方のディスク側の試験用塗膜３２と、他方の摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の表面のキャップ用塗膜２とにおける質量又は寸法の減少量や、摩耗痕の断面形状等から摩擦量や摩耗量について評価が行われる。

【0024】

＜摩擦摩耗試験機用保護キャップ＞
当該摩擦摩耗試験機用保護キャップは、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップである。なお、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップは、アダプターを介して間接的に装着してもよい。

【0025】

図３は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの模式的斜視図である。図４は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの底部を示す模式的斜視図である。図５は、本開示の一実施形態に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップの模式的縦断面図である。図３～図５に示すように、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップ１は、一方に開放する有底の筒状体である基体４と、上記基体４の外表面に積層されるキャップ用塗膜２とを備える。

【0026】

（基体）
図６は、本開示の一実施形態に係る基体の模式的斜視図である。図６に示すように、基体４は一方に開放する有底の筒状体である。基体４は底部５と、周壁７と、上記周壁７の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部８とを有する。基体４が、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。

【0027】

基体４がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。そのため、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップ１は加工性及び強度に優れる。

【0028】

底面５の形状は特に限定されない、例えば円形、矩形等、ピンの先端形状に応じて形状を採用することができる。

【0029】

底面５の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましく、２０μｍがさらに好ましい。上記平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましく、６０μｍがさらに好ましい。上記平均厚さが１０μｍ未満の場合、底面５の強度が低下するおそれがある。逆に、上記平均厚さが１００μｍを超える場合、摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の成型性が低下するおそれがある。

【0030】

周壁７の形状は、筒状であれば特に限定されず、例えば円筒形状、角筒形状等を用いることができる。

【0031】

図５に示す上記底部と上記周壁との平均内角θの下限としては断面視で、８０°が好ましい。一方、上記底部と上記周壁との平均内角θの上限としては断面視で、９０°が好ましい。上記平均内角θが８０°未満の場合、摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の装着性が低下するおそれがある。一方、上記平均内角θが９０°を超える場合、摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の脱落防止効果が十分得られないおそれがある。

【0032】

周壁７の平均高さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１．０ｍｍがより好ましい。一方、上記平均高さの上限としては、２０ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましい。上記平均高さが０．５ｍｍ未満の場合、摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の脱落防止効果が十分得られないおそれがある。一方、上記平均高さが２０ｍｍを超える場合、摩擦摩耗試験機用保護キャップ１の装着性が低下するおそれがある。ここで、「平均高さ」とは、任意の十点において測定した高さの平均値をいう。

【0033】

フランジ部８の形状は特に限定されず、平板状であってもよいし、表面に、突条、凹凸、湾曲、ひだ、切欠き等を有していてもよい。また、フランジ部８の傾きの角度の大きさについても特に限定されず、ピンの形状に応じて自由に設計することができる。

【0034】

フランジ部８の平均幅としては特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上５ｍｍ以下がより好ましい。フランジ部８の平均幅が上記範囲であることで、取扱い性及び装着性に優れる。ここで、「平均幅」とは、任意の十点において測定した幅の平均値をいう。

【0035】

（キャップ用塗膜）
キャップ用塗膜２は、上記基体４の外表面に積層される。当該摩擦摩耗試験機用保護キャップ１においては、キャップ用塗膜２が少なくとも底部５の外表面に積層されている。

【0036】

［摩擦摩耗試験機用保護キャップの製造方法］
摩擦摩耗試験機用保護キャップの製造方法は、特に限定されないが、例えば基体となる金属薄板の片面にキャップ用塗膜を形成後、金型を用いてプレス成型等をすることにより製造することができる。

【0037】

なお、上記キャップ用塗膜は、基体を形成後に基体の外表面にキャップ用塗膜を形成してもよい。

【0038】

当該摩擦摩耗試験機用保護キャップによれば、ピンの保護効果が高い。また、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップを用いたピンオンディスク型摩擦摩耗試験機は、２つの摺動部材による摩擦摩耗特性を高精度で評価することができる。さらに、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。

【0039】

＜摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体＞
当該摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体は、摩耗特性を試験するためのピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に直接又は間接に着脱されることで、交換可能に構成された摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体であって、一方に開放する有底の筒状体であり、底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有し、ステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とする。当該基体が当該摩擦摩耗試験機用保護キャップに備えられることで、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンに対して優れた保護効果を得ることができる。また、当該基体が、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。なお、当該基体の構成の詳細については上述の通りであるので、説明を省略する。

【0040】

１種類の材料の摩擦摩耗特性を評価する場合や、２種類の材料の摩擦摩耗特性を評価する場合であっても、ディスク側の試験用塗膜に対する他方の材料（相手材）が基体と同じステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムの場合は、当該基体４のみをピンに装着してピンオンディスク型摩擦摩耗試験機による摩擦摩耗特性の評価を行うこともできる。この場合においても、ピンの保護効果に優れ、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。

【0041】

＜摩耗試験方法＞
当該摩耗試験方法は、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、摩耗特性を試験する摩耗試験方法である。当該摩耗試験方法は、ディスク側に固定する試験用塗膜とピン側に着用する相手材の塗膜との２種類の材料の摩擦摩耗を測定することができる。評価対象となる２種類の塗膜の材料は特に限定されない。当該摩耗試験方法は、ピンの表面に直接又は間接に摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着したピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて摩耗試験を行う工程を備える。当該摩耗試験方法は、上記工程を備えることで、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの保護を図ることができる。

【0042】

また、上記摩擦摩耗試験機用保護キャップは、一方に開放する有底の筒状体である基体と、上記基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜とを備え、上記基体が底部と、周壁と、上記周壁の開放側端部に設けられる側方へ張り出すフランジ部とを有する。そして、上記キャップ用塗膜が少なくとも上記底部の外表面に積層されている。ピンの表面に直接又は間接に装着される上記摩擦摩耗試験機用保護キャップが、上記構成を有することで、ピンに対する装着性及び脱落防止効果に優れる。また、当該摩耗試験方法は、摺動部材の表面の材料に応じたキャップ用塗膜が形成された摩擦摩耗試験機用保護キャップが装着されたピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いるため、２つの部材が摺動する製品の実際の使用環境に近い状況を容易に再現することができる。さらに、基体の材料である金属がステンレス鋼、ニッケル、銅又はアルミニウムを主成分とすることで、加工性及び強度に優れる。従って、当該摩耗試験方法は、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて、高精度で摩耗試験を行うことができる。さらに、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。

【0043】

当該摩耗試験方法によれば、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの保護を図ることができる。また、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて、高精度で摩耗試験を行うことができる。さらに、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。

【0044】

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【実施例】

【0045】

以下、実施例によって本開示をさらに具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。

【0046】

＜Ｎｏ．１＞
（摩擦摩耗試験機用保護キャップの作製）
摩擦摩耗試験機用保護キャップの基体及び基体の外表面に積層されるキャップ用塗膜を作製した。初めに、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の基体の片面に表１に記載の材料からなるキャップ用塗膜樹脂組成物をフィルム状に塗工した。次に、４００℃まで焼成することにより基体の片面にキャップ用塗膜を形成し、摩擦摩耗試験機用保護キャップを作製した。

【0047】

［評価］
（ピンオンディスク型摩耗試験による回転摩擦摩耗評価）
次に、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、試験Ｎｏ．１及びＮｏ．２の方法により表２に記載のディスク型相手材試料との摩耗性を評価した。試験Ｎｏ．１では、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの表面に摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着して評価を実施した。一方、試験Ｎｏ．２においては、摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着せずに、ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機のピンの先端表面に対して試験Ｎｏ．１と同じキャップ用塗膜を形成した。

【0048】

以下の条件でピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いて回転摩擦摩耗評価を行った。具体的には、試験温度（試料表面温度）１８０℃の加熱下で、回転軸を中心とする１つの円周上に配置された直径１７．４ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の２本のピンを押圧荷重０．１１ＭＰａ、回転速度２１０ｒｐｍで２０００秒間摺動させるピンオンディスク型摩耗試験を行い、相手材であるキャップ用塗膜とディスク側試験用塗膜との耐摩耗性及び耐摩擦性を評価した。なお、上記ピンの先端は平面状とした。耐摩耗性の評価においては、キャップ用塗膜とディスク側試験用塗膜とについて、それぞれ摩耗耗試験前の８点の測定による平均厚さと摩耗試験後の８点の測定による平均厚さとの差を求めて摩耗深さ［μｍ］を測定した。耐摩擦性ついては、静摩擦係数及び動摩擦係数を測定した。

【0049】

表１に、Ｎｏ．１及びＮｏ．２の測定方法における摩耗試験及び摩擦試験による評価結果を示す。なお、表１の「－」は、該当する構成を有していないことを示す。

【0050】

【表1】

【0051】

表１に示すように、相手材であるキャップ用塗膜を備える摩擦摩耗試験機用保護キャップをピンに装着してディスク側試験用塗膜との摩耗摩擦試験を行ったＮｏ．１と、相手材である塗膜をピンに直接形成してディスク側試験用塗膜との摩耗摩擦試験を行ったＮｏ．２とを比較すると同等の精度で評価できることが示された。また、本測定ではＯＡ機器部材の測定用途の基準を満たすピンを使用したが、塗膜をピンに直接形成して摩耗摩擦試験を行うＮｏ．２においては、一回の測定でピン先端の摩耗が発生して使用不能となり、交換が必要になった。

【0052】

以上の結果、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップを装着したピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用いた摩擦摩耗試験は、ピンの保護効果が高く、２種類の材料を摺動させた場合の摩擦摩耗特性を高精度で評価できることが示された。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本開示の一態様に係る摩擦摩耗試験機用保護キャップは、ピンの保護効果が高い。また、当該摩擦摩耗試験機用保護キャップを用いたピンオンディスク型摩擦摩耗試験機は、高精度で摩耗試験を行うことができる。さらに、評価のたびにピンを交換する必要がないことから、安価で摩耗試験を行うことができる。本開示の一形態に係る摩耗試験方法は、摺動部材に用いる塗膜の摩擦摩耗試験に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0054】

１ 摩擦摩耗試験機用保護キャップ
２ キャップ用塗膜
３２、２３０、２４０ 試験用塗膜
４ 基体
５ 底部
７ 周壁
８ フランジ部
２０ 荷重機構
２１ ホルダー
２２、２１０ ピン
３０、２２０ ディスクホルダー
３５ 回転軸
５０ 試料台
１００、２００ ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】