滑动试验装置和滑动试验方法

文档序号:1525272 发布日期:2020-02-11 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 滑动试验装置和滑动试验方法 (Sliding test device and sliding test method ) 是由 高岛恒男 井土友香理 于 2017-06-23 设计创作,主要内容包括:滑动试验装置(1)具备试验用部件(2)、滑动传感器(3)、按压机(4)、按压力计(5)、保持部(11)和位移计(8)。按压机(4)被限制载荷方向的移动,在与试验用部件(2)的与载荷方向正交的方向的端面即侧面之间夹持试样(20),并能够在与载荷方向正交的方向上按压试样(20)。保持部(11)将试样(20)保持在试验用部件(2)的侧面与按压部(12)之间。按压力计(5)测量将试样(20)向试验用部件(2)的侧面按压的力。位移计(8)测量试验用部件(2)的载荷方向的移动。滑动传感器(3)测量试样(20)相对于按压部(12)或试验用部件(2)的沿载荷方向的滑动。(A sliding test device (1) is provided with a test member (2), a sliding sensor (3), a pressing machine (4), a pressing force meter (5), a holding section (11), and a displacement meter (8). The presser (4) is capable of pressing the sample (20) in a direction orthogonal to the load direction while holding the sample (20) between side surfaces, which are end surfaces of the test member (2) in the direction orthogonal to the load direction, while restricting movement in the load direction. The holding section (11) holds the sample (20) between the side surface of the test member (2) and the pressing section (12). The force with which the sample (20) is pressed against the side surface of the test member (2) is measured by a pressure gauge (5). The displacement meter (8) measures the movement of the test member (2) in the load direction. The slide sensor (3) measures the sliding of the sample (20) in the load direction with respect to the pressing part (12) or the test member (2).)

滑动试验装置和滑动试验方法

技术领域

本发明涉及滑动试验装置和滑动试验方法。

背景技术

如介于两个物体之间,并将与各物体之间的边界面的作用分别形成为所希望的特性这样的功能性材料在各种场景中使用。例如,对于作业用手套来说,根据各自的用途,要求强度、耐久性、贴合感,此外,要求握持物体时的抓持力或防滑特性。在运动中,也开发了分别适合于握持并操作高尔夫球杆、球拍、棒、方向盘、手柄或绳索等的手套。另外,使用了用于吸附并去除物体的表面例如透镜或玻璃的表面的污垢的布帛,或者用于向物体的表面涂布涂层材料例如蜡或润滑剂而使表面平滑的布帛。

作为表示这些功能性材料的特性的指标,可举出边界面的滑动。代表性的滑动特性为摩擦系数。例如在专利文献1中记载了测定摩擦系数的方法。专利文献1的摩擦测定装置具备:加压单元,其在使由第一测定对象物形成的第一测定面与由第二测定对象物形成的第二测定面接触的状态下,施加与这些测定面正交的方向的加压力;移动单元,其使第一测定面和第二测定面沿着该测定面相对移动;以及载荷测定单元,其测定第一测定面与第二测定面开始相对移动时和相对移动过程中的载荷。

作为前述的功能性材料,例如,在专利文献2和专利文献3中记载了对从手套切出的试样的单面的摩擦系数进行测定的内容。此外,由于抓持力不仅受到对象物体与布帛的摩擦的影响,而且还受到布帛与皮肤的摩擦的影响,因此在专利文献4中提出了测定布帛的抓持力的方法。

关于摩擦系数以外的边界面的特性,已知一种滑动检测装置。专利文献5公开了一种简单结构的初始滑动检测单元。在专利文献5的滑动检测装置中,在接触部件经由压敏导电片与接触承受部件接触时,接收从压敏导电片送出的检测信号,并基于压敏导电片的电阻值的变化,在即将发生接触部件的滑动位移之前产生的高频波形分量超过给定的阈值时,确认在即将发生滑动位移之前发生了初始滑动。

在专利文献6中记载了一种滑动及滑动方向检测装置。专利文献6的滑动及滑动方向检测装置在由于接触部件相对于传感器部的滑动动作而产生的高频波形分量超过给定的阈值时,检测在接触部件相对于该传感器部的滑动位移即将发生之前产生的初始滑动,并且基于压敏导电片的电阻值的变化来计算相对于传感器部的载荷分布的中心位置,并同时根据检测到初始滑动时的从载荷分布的中心位置的方向来检测滑动方向,其中所述传感器部是将两个电极以隔开给定间隔的方式配置而成的电极部呈格子状配置、并在电极部的上表面配置有电阻值根据法线方向力变化的压敏导电片的传感器部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-275562号公报

专利文献2:日本特开2001-192915号公报

专利文献3:日本特开2004-131885号公报

专利文献4:日本特开2011-185905号公报

专利文献5:日本特开2010-271242号公报

专利文献6:日本特开2013-130530号公报

发明内容

发明所要解决的问题

上述摩擦系数测定均是测定一个边界面的摩擦系数。但是,例如手套的使用感的评价仅通过每个单面独立地测定的摩擦系数是无法得到的。

在专利文献4中,测定了将对象物体与布帛的摩擦、以及布帛与皮肤的摩擦合起来的抓持力。但是,在专利文献4的抓持力测定中,不能将物体与布帛之间的滑动、和布帛与皮肤之间的滑动分开进行评价。在专利文献4的抓持力评价中,即使是相同的抓持力,对于主要在物体与布帛之间产生滑动和主要在布帛与皮肤之间产生滑动来说,可以预测实际的使用感会不同。

本发明鉴于上述情况而作,其目的在于同时测量试样的两面各自的滑动。

用于解决问题的手段

本发明的第一方面所涉及的滑动试验装置具备:

试验用部件;

按压机构,其被限制所述试验用部件的载荷方向的移动,在该按压机构和所述试验用部件的与所述载荷方向正交的方向的端面之间夹持试样,该按压机构能够将所述试样向所述端面进行按压;

保持部,其将所述试样保持在所述试验用部件的所述端面与所述按压机构之间;

按压力计,其测量所述按压机构将所述试样向所述试验用部件的所述端面按压的力;

位移计,其测量所述试验用部件的所述载荷方向的移动;以及

滑动测量部,其测量所述试样相对于所述按压机构或所述试验用部件的沿所述载荷方向的滑动。

本发明的第二方面所涉及的滑动试验方法包括以下处理:

向试验用部件的与载荷方向正交的方向的端面,通过所述载荷方向的移动受到限制的按压机构将试样沿与所述载荷方向正交的方向进行按压;

通过按压力计来测量所述按压机构将所述试样向所述试验用部件的所述端面按压的力,

从由所述按压机构向所述端面与所述试样之间施加了不会使所述试验用部件沿所述载荷方向移动的大小的按压力的状态起,一边使所述按压力减少,一边通过位移计来测量所述试验用部件的所述载荷方向的移动,并且,通过滑动测量部来测量所述试样相对于所述按压机构或所述试验用部件的沿所述载荷方向的滑动。

发明效果

根据本发明,能够同时测量试样的两面各自的滑动。

附图说明

图1为本发明的实施方式1所涉及的滑动试验装置的结构图。

图2为实施方式1所涉及的滑动试验装置的框图。

图3为实施方式1所涉及的滑动试验结果的概念图。

图4为本发明的实施方式2所涉及的滑动试验装置的结构图。

图5为本发明的实施方式3所涉及的滑动试验装置的结构图。

图6为实施方式3所涉及的滑动试验装置的框图。

图7为表示实施方式3所涉及的滑动试验的动作的一例的流程图。

图8为反复实施方式3所涉及的滑动试验的动作的流程图。

图9为本发明的实施方式4所涉及的滑动试验装置的结构图。

图10为实施方式4所涉及的滑动试验装置的框图。

图11为表示实施方式4所涉及的滑动试验的动作的一例的流程图。

图12为本发明的实施方式5所涉及的滑动试验装置的结构图。

图13为实施方式5所涉及的滑动试验装置的结构剖视图。

图14为本发明的实施方式6所涉及的滑动试验装置的结构图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,在图中,对相同或相当的部分标注相同的符号。

实施方式1.

图1为本发明的实施方式1所涉及的滑动试验装置的结构图。在图1中,向下方向是重力的方向。滑动试验装置1具备:试验用部件2、保持部11、滑动传感器3、按压部12、按压力计5、按压机4、对置部9以及位移计8。按压部12、按压机4及对置部9构成按压机构。按压机构支承于未图示的壳体,至少在铅垂方向上被限制而不会移动。保持部11例如与未图示的平衡器平衡地被支承,能够在铅垂方向上自由移动,但是不会由于自重而移动。

试样20典型地为片材,保持部11例如夹持试样20的对置的两个边并进行保持。例如,也可以调节夹持两个边的框体的距离,对试样20施加张力。或者,也可以是如张紧大鼓的表皮那样,在两个圆环之间夹持试样20的外周的结构。在该情况下,也可以调节两个圆环的压入量,对试样20施加张力。

作为滑动试验的对象的试样20例如是从手套或袜子切出的片材,或者是去污用布或研磨用布帛。试样20保持于保持部11,由按压机构隔着滑动传感器3被按压于试验用部件2。保持部11例如将试样20以能够相对于试验用部件2及按压机构沿载荷方向移动的方式进行保持。在实施方式1中,试验用部件2通过按压力所引发的与试样20之间的摩擦力而被保持,如果摩擦力小于自重,则会由于重力而向下滑动。在试验用部件2作用有重力,重力方向为载荷方向。试验用部件2例如是截面为多边形、圆或椭圆或者任意封闭曲线的柱状。载荷方向为柱状的中心轴的方向。对置部9通过以旋转自如的方式支承的辊而与试验用部件2接触,并隔着试验用部件2与试样20对置。对置部9允许试验用部件2的重力方向的移动,并且抵抗按压试样20及滑动传感器3的力,保持试验用部件2的与重力方向正交的方向的位置。

按压机4例如能够由电动机和滚珠丝杠构成。在该情况下,按压机4和对置部9固定于壳体,按压机4将试验用部件2向对置部9进行按压。在图1中,设想了按压机4和对置部9被固定的情况,但并不限于该构造。例如,能够使用对置并平行的两个齿条与一个小齿轮啮合而彼此向相反方向移动的齿条和小齿轮。也可以采用如下构造:将按压部12和对置部9分别固定于彼此向相反方向移动的齿条,并通过小齿轮的旋转使齿条移动,从而由按压部12和对置部9夹持试验用部件2。在该情况下,使小齿轮旋转的电动机以及齿条和小齿轮为按压机4。

按压力计5介于按压部12与按压机4之间,并测量由按压机构将试样20向试验用部件2按压的按压力。由按压力计5测量出的按压力的值被反馈到按压机4,按压机4被控制成以所指示的按压力进行按压。

作为滑动测量部的滑动传感器3与试样20一起由按压机构向试验用部件2按压。在图1的结构中,滑动传感器3固定于按压部12,检测与试样20之间的滑动。滑动传感器3和试样20的顺序也可以颠倒。即,也可以是滑动传感器3固定于试验用部件2,按压部12与试样20接触,并将试样20和滑动传感器3向试验用部件2按压的结构。在该情况下,滑动传感器3也检测与试样20之间的滑动。

作为滑动传感器3,例如能够使用专利文献5的由压敏导电片及电极片构成的滑动检测部件。或者,能够使用专利文献6的由压敏导电片及电极部构成的传感器部。在滑动传感器3固定于按压部12的情况下,滑动传感器3测量试样20相对于作为按压机构的一部分的按压部12的沿载荷方向的滑动。在滑动传感器3固定于试验用部件2的情况下,滑动传感器3检测试样20相对于试验用部件2的沿载荷方向的滑动。

位移计8测量试验用部件2的铅垂方向即载荷方向的移动。位移计8例如为非接触的激光位移计。由位移计8测量出的试验用部件2的载荷方向的移动即位移是试样20相对于试验用部件2的滑动量和试样20相对于按压机构的滑动量的合计。因此,由位移计8测量出的位移与由滑动传感器3测量出的滑动量之差为试样20相对于试验用部件2的滑动量。

在试样20和滑动传感器3的顺序与图1的结构相反,滑动传感器3固定于试验用部件2的情况下,由位移计8测量的位移是滑动传感器3和试样20的滑动量与试样20相对于按压部12的滑动量的合计。在该情况下,试样20相对于按压部12的滑动量是由位移计8测量出的位移与由滑动传感器3测量出的滑动量之差。

为了进行试验,首先,将试验用部件2以任意方法保持在图1所示的位置,并使按压部12向按压机4侧后退,取下保持部11,将试样20安装于保持部11。试样20配置为与试验用部件2的与载荷方向正交的方向的端面(侧面)相接,并通过按压机4使按压部12向试样20进行按压。在确认即使解除试验用部件2的保持,试验用部件2也不移动的情况后,改变由按压机4进行按压的按压力,测量位移和滑动量。

为了在安装试样20时保持试验用部件2,例如能够使用悬挂试验用部件2的钢丝绳和滑轮,通过对挂着钢丝绳的滑轮进行制动来进行悬挂。在设置试样20之后,解除滑轮的制动,使得试验用部件2能够自由下落。

图2为实施方式1所涉及的滑动试验装置的框图。滑动传感器3、按压力计5、按压机4及位移计8与控制部10连接,通过来自控制部10的指示进行动作,并将测量值发送到控制部10。控制部10例如由计算机构成。控制部10对按压机4进行控制使得按压力成为所指示的值,并利用位移计8来测量试验用部件2的载荷方向的移动,且测量滑动传感器3和试样20的滑动量。控制部10可以仅是将所指示的按压力和位移及滑动量输出到显示部或外部,也可以存储到存储部中。

控制部10还可以根据任意规则改变由按压机4进行按压的按压力,并测量在什么样的压力下发生试验用部件2的载荷方向的移动和滑动。例如,可以在最初施加不会使试验用部件2移动的大小的按压力,并在减小压力的同时测量在什么样的压力下发生载荷方向的移动和滑动。由于位移与滑动量之差为试样20相对于试验用部件2的滑动量,所以能够同时测量试样20的两面各自的滑动。通过将试样20的使用的感官性试验与滑动试验装置1的测量结果进行比较,能够调查试样20的感官性的评价与两面的滑动特性之间的关系。

图3为实施方式1所涉及的滑动试验结果的概念图。图3设想了滑动传感器3固定于按压部12的情况。最初施加不会使试验用部件2移动的大小的按压力,并从该状态起减小按压力。如此一来,在某处开始发生试验用部件2的位移,与此同时或之后,发生试样20相对于固定于按压机构的滑动传感器3的滑动。从试验用部件2的位移减去试样20相对于按压机构的滑动量所得到的差是试样20相对于试验用部件2的滑动量。试验用部件2开始发生位移和试样20相对于按压机构开始滑动并不限于同时。

在实施方式1中,设想了试验用部件2为柱状,但试验用部件2并不限于柱状。例如,根据试样20的实际的使用,也可以为以螺旋状粘贴带的握柄、编织绳(braided rope)或扭绳(twisted rope)、模拟球的球体或模仿鸡蛋的旋转椭圆体等。在该情况下,优选将与对置部9抵靠的面形成为柱状的侧面,使得与对置部9直线地移动。柱状的侧面是使与载荷方向平行的直线沿着截面形状移动而形成的面。此外,按压部12也可以是弹性体,使得试样20和滑动传感器3沿着试验用部件2的表面。

实施方式2.

图4为本发明的实施方式2所涉及的滑动试验装置的结构图。在实施方式2中,代替滑动传感器3而使用试样位移计21。在实施方式2中,保持部11的端部固定于钢丝绳23的一端,由钢丝绳23悬吊。在钢丝绳23的另一端固定有与保持部11及试样20为相同质量的重物24。钢丝绳23悬挂在滑轮25上,保持部11能够沿铅垂方向自由移动。保持部11及试样20与重物24取得平衡,因此保持部11不会因自重而移动。保持部11也可以向试样20施加张力。

试样位移计21对保持试样20的保持部11的铅垂方向即载荷方向的移动进行测量。试样位移计21例如为非接触的激光位移计。由试样位移计21测量出的保持部11的载荷方向的移动是试样20相对于作为按压机构的一部分的按压部12的滑动。试样位移计21是滑动测量部。

在实施方式2中,代替滑动传感器3而将试样位移计21与控制部10连接。试样位移计21测量试样20相对于按压机构的滑动,并发送到控制部10。控制部10从由位移计8测量出的试验用部件2的位移减去由试样位移计21测量出的滑动量,来计算试样20相对于试验用部件2的滑动量。因为试验用部件2的位移与由试样位移计21测量出的滑动量之差为试样20相对于试验用部件2的滑动量,所以能够同时测量试样20的两面各自的滑动。

在实施方式2中,能够同时使用试样位移计21和滑动传感器3。或者,可以将滑动传感器3固定于试验用部件2,同时使用滑动传感器3测量试样20相对于试验用部件2的滑动。在该情况下,由于能够用试样位移计21测量试样20相对于按压机构的滑动,因此即使没有位移计8,也能够同时测量试样20的两面的滑动。在该情况下,固定于试验用部件2的滑动传感器3能够看作是测量试验用部件2的载荷方向的移动的位移计。试样位移计21是测量试样20相对于按压机构的滑动的滑动测量部。

实施方式3.

图5为本发明的实施方式3所涉及的滑动试验装置的结构图。在实施方式3中,试验用部件2被悬垂支承,并具备能够施加载荷方向的力的载荷机6。其他结构与实施方式1相同。在实施方式3中,保持部11也可以向试样20施加张力。

实施方式3的试验用部件2的端部固定于钢丝绳13的一端,并由钢丝绳13悬吊。在钢丝绳13的另一端固定有与试验用部件2为相同质量的重物14。钢丝绳13悬挂在滑轮15上,试验用部件2能够沿铅垂方向自由移动。试验用部件2与重物14取得平衡,所以试验用部件2不会因自重而移动。

在试验用部件2的与固定于钢丝绳13的端部相反的一端,经由载荷计7而连接有载荷机6。载荷机6能够向试验用部件2施加铅垂下方或铅垂上方的力。载荷方向为铅垂下方或铅垂上方。载荷机6例如能够由电动机和滚珠丝杠构成。载荷计7测量由载荷机6施加于试验用部件2的力。

在实施方式3中,试验用部件2被悬垂支承,试验用部件2的水平面内的位置是已经决定的,因此优选能够按照试验用部件2来调节对置部9的位置。在由对置且平行的两个齿条与一个小齿轮啮合而彼此向相反方向移动的齿条和小齿轮构成按压机构的情况下,也可以构成为使包括电动机及齿条和小齿轮的按压机构整体能够在按压力的方向上自由移动。

图6为实施方式3所涉及的滑动试验装置的框图。除了实施方式1的结构之外,载荷计7和载荷机6与控制部10连接。由载荷计7测量出的载荷的值被反馈到载荷机6,载荷机6被控制为将所指示的力施加到试验用部件2。

在实施方式3中,由于试验用部件2被悬垂支承并与重物14取得平衡,因此若不通过载荷机6施加力,则试验用部件2不会移动。在不通过载荷机6施加力的状态下,能够安装试样20,并通过按压机4施加按压力。在施加按压力的状态下,能够在通过载荷机6施加载荷方向的力并使按压力减少的同时,测量载荷方向的移动和滑动量。

图7为表示实施方式3所涉及的滑动试验的动作的一例的流程图。将试样20安装于滑动试验装置1,开始滑动试验。控制部10将所指示的规定的按压力施加于试样20(步骤S11)。在施加了规定的按压力的状态下,通过载荷机6施加载荷方向的规定的力(步骤S12)。例如,通过所指示的按压力,施加不会使试验用部件2移动的大小的一定的力。在该状态下,测量位移和滑动(步骤S13)。

如果位移为既定值以下(步骤S14:否),则使按压力减小微小值(步骤S15),并测量位移和滑动(步骤S13)。反复进行使按压力减小微小值并测量位移和滑动的动作,当位移大于既定值时(步骤S14:是),结束试验。判定试验结束的条件也可以是使按压力减小微小值的次数或经过时间,还可以是由滑动传感器3测量出的滑动量超过既定的值。

在实施方式3中,由于能够与试验用部件2的质量无关地自由地设定载荷方向的力,所以与实施方式1相比,能够试验的范围更宽。另外,能够在试验过程中改变载荷方向的力。例如,可以将由按压机4施加的按压力保持为恒定,使由载荷机6施加的载荷方向的力增加,对滑动的发生进行试验。而且,由于能够使载荷方向反转,因此能够模拟如使施加的力反转那样的动作。

图8为反复实施方式3所涉及的滑动试验的动作的流程图。在图8的滑动试验中,反复进行一边减小按压力一边测量位移和滑动的动作。图8的步骤S11至步骤S15的动作与图7的滑动试验相同。当位移超过既定值时(步骤S14:是),向试样20施加重新指示的规定的按压力(步骤S16)。该情况下的规定的按压力也可以从最初施加的按压力改变。然后,将此时的试验用部件2的位置设为位移的原点,并使反复次数递增(步骤S17)。

如果反复次数为既定值以下(步骤S18:否),则返回到步骤S13,测量位移和滑动(步骤S13)。当反复次数超过既定值时(步骤S18:是),结束试验。

在图8的滑动试验中,能够模拟如在感受到滑动时重新握持那样的动作。此外,例如在试样20为低回弹材料的情况下,能够调查反复进行按压时的行为特性。

在图8的滑动试验中,判定再次施加规定的按压力的条件并不限于位移是否超过既定值,也可以是使按压力减少微小值的次数或经过时间,还可以是由滑动传感器3测量出的滑动量超过既定的值。此外,也可以在每次反复时改变规定的按压力。例如,也可以变化为逐渐变强或逐渐变弱,或者在某个范围内随机改变。

在实施方式3中,也可以使载荷机6不仅施加铅垂方向的力,还施加使试验用部件2绕铅垂方向的轴旋转的转矩。在该情况下,试验用部件2优选为圆柱。至少将与对置部9相接的部分设为圆柱面。并且,对置部9不是通过辊而是通过能够在所有方向上旋转的滚珠与试验用部件2接触,保持试验用部件2的与载荷方向正交的方向的位置。对置部9至少包括配置于三角形的顶点的三个滚珠。通过施加使试验用部件2旋转的转矩,能够模拟在扭转的同时进行拉拽或按压的动作。

在实施方式3中,也可以如实施方式2那样,代替滑动传感器3而使用试样位移计21。此外,也可以同时使用滑动传感器3和试样位移计21。或者,能够由试样位移计21测量试样20相对于按压机构的滑动,并将滑动传感器3固定于试验用部件2,来测量试样20相对于试验用部件2的滑动。在该情况下,固定于试验用部件2的滑动传感器3能够视为测量试验用部件2的载荷方向的移动的位移计。试样位移计21是测量试样20相对于按压机构的滑动的滑动测量部。

实施方式4.

图9为本发明的实施方式4所涉及的滑动试验装置的结构图。实施方式4的滑动试验装置1具备将试验用部件2夹在彼此之间并对置的两个滑动传感器3A、3B。滑动试验装置1对应于各个滑动传感器3A、3B,具备分别保持试样20A、20B的两个保持部11A、11B。在图9的结构中,按压机构具备两个按压机4A、4B、两个按压力计5A、5B和两个按压部12A、12B,向试验用部件2的与载荷方向正交的方向的一个端面按压试样20A和滑动传感器3A,并且向试验用部件2的与载荷方向正交的方向的另一个端面按压试样20B和滑动传感器3B。

实施方式4的滑动试验装置1是将实施方式3的结构的对置部9置换为保持部11B、滑动传感器3B、按压部12B、按压力计5B及按压机4B的结构。试验用部件2及其悬垂支承机构、位移计8、载荷计7及载荷机6与实施方式3相同。在实施方式4中,保持部11A、11B也可以向试样20A、20B施加张力。

在图9的滑动试验装置1中,优选控制为调节两个按压机4A、4B的动作,使与试验用部件2的载荷方向正交的按压方向的位置不会从基准位置偏离。

图9的按压机构虽然具备分别独立地工作的两个按压机4A、4B,但是也能够使用对置并平行的两个齿条与一个小齿轮啮合而彼此向相反方向移动的齿条和小齿轮,由一个按压机构成。能够采用如下构造:将按压部12A和按压部12B分别固定于彼此向相反方向移动的齿条,并通过小齿轮使齿条移动,从而由按压部12A和按压部12B夹持试验用部件2。在由齿条和小齿轮构成按压机构的情况下,也可以构成为包括电动机及齿条和小齿轮的按压机构整体能够在按压力的方向上自由移动。

图10为实施方式4所涉及的滑动试验装置的框图。在实施方式4中,由于分别各具备两个滑动传感器3A、3B、按压力计5A、5B及按压机4A、4B,因此滑动传感器3A、3B、按压力计5A、5B及按压机4A、4B与控制部10连接,通过来自控制部10的指示进行动作,并将测量值发送到控制部10。

图11为表示实施方式4所涉及的滑动试验的动作的一例的流程图。图11的滑动试验的动作将图7的动作扩展为具有两个滑动传感器3A、3B的情况。由于滑动传感器3A、3B以相同的按压力按压于试验用部件2,所以除了通过两个滑动传感器3A、3B分别测量滑动之外,与实施方式3的动作没有不同。

将试样20A、20B安装于滑动试验装置1,开始滑动试验。控制部10将所指示的规定的按压力施加于试样20A、20B(步骤S21)。在施加了规定的按压力的状态下,由载荷机6施加载荷方向的规定的力(步骤S22)。例如,通过所指示的按压力,施加不会使试验用部件2移动的大小的一定的力。在该状态下,测量位移和滑动(步骤S23)。

如果位移为既定值以下(步骤S24:否),则使施加于两个试样20A、20B的按压力减少微小值(步骤S25),并测量位移和滑动(步骤S23)。反复进行使按压力减小微小值并测量位移和滑动的动作,当位移大于既定值时(步骤S24:是),结束试验。判定试验结束的条件也可以是使按压力减小微小值的次数或经过时间,还可以是由滑动传感器3A或滑动传感器3B测量出的滑动量超过既定的值。

在实施方式4的结构中,也与实施方式3的图8的动作同样地,能够反复进行一边减小按压力一边测量位移和滑动的动作。

在实施方式4中,也可以使载荷机6不仅施加铅垂方向的力,还施加使试验用部件2绕铅垂方向的轴旋转的转矩。在实施方式4中,试验用部件2并不限于圆柱。例如,也可以为以螺旋状粘贴带的握柄、或者编织绳或扭绳。在实施方式4中,进行悬垂支承的钢丝绳13与试验用部件2的接合部优选为能够绕铅垂方向的轴相互旋转。通过施加使试验用部件2旋转的转矩,能够模拟在扭转的同时进行拉拽或按压的动作。

在实施方式4中,也能够如实施方式2那样,代替滑动传感器3A、3B中的至少一个而使用试样位移计21。此外,也可以同时使用滑动传感器3A、3B和试样位移计21。或者,能够用试样位移计21测量试样20A或20B相对于按压机构的滑动,并将滑动传感器3A或3B固定于试验用部件2,测量试样20A或20B相对于试验用部件2的滑动。在该情况下,固定于试验用部件2的滑动传感器3A或3B能够视为测量试验用部件2的载荷方向的移动的位移计。试样位移计21是测量试样20A或20B相对于按压机构的滑动的滑动测量部。

实施方式5.

图12为本发明的实施方式5所涉及的滑动试验装置的结构图。图12为从上方观察滑动试验装置1的俯视图。在实施方式5中,试验用部件2以能够沿水平方向移动的方式被支承。试验用部件2的载荷方向为水平方向。除了试验用部件2以能够沿水平方向移动的方式被支承这一点之外,实施方式5的滑动试验装置1与实施方式3相同。按压机4的按压方向和载荷机6的载荷方向均为水平方向,并相互正交。试验用部件2由辊18引导,能够沿载荷机6的载荷方向自由移动。

在实施方式5的滑动试验装置1中,保持部11能够沿水平方向自由移动,但优选以不会因自重而落下的方式被支承。在实施方式5中,保持部11也可以向试样20施加张力。

图13为实施方式5所涉及的滑动试验装置的结构剖视图。图13为沿按压机4的按压方向观察滑动试验装置1的剖视图。试验用部件2以能够通过辊17在水平方向上移动的方式被支承于支承部16。试验用部件2的至少与辊17相接的面优选为柱状的侧面,使得能够沿载荷方向直线移动。

由于若不施加载荷则试验用部件2不会移动,因此滑动试验的动作与实施方式3相同。在实施方式5的滑动试验装置1中,也与实施方式3的图8的动作同样地,能够反复进行一边减小按压力一边测量位移和滑动的动作。

在实施方式5的滑动试验装置1中,与实施方式3同样地,可以使载荷机6不仅施加铅垂方向的力,还施加使试验用部件2绕铅垂方向的轴旋转的转矩。在该情况下,试验用部件2优选为圆柱。至少将试验用部件2的与支承部16及对置部9相接的部分形成为圆柱面。并且,支承部16及对置部9不是通过辊而是通过能够在所有方向上旋转的滚珠与试验用部件2接触,保持试验用部件2的与载荷方向正交的方向的位置。

在实施方式5中,也能够如实施方式2那样,代替滑动传感器3而使用试样位移计21。在该情况下,试样位移计21朝向水平方向配置,测量保持部11相对于按压机构的沿作为载荷方向的水平方向的滑动。此外,也可以同时使用滑动传感器3和试样位移计21。或者,能够用试样位移计21测量试样20相对于按压机构的滑动,并将滑动传感器3固定于试验用部件2,测量试样20相对于试验用部件2的滑动。在该情况下,固定于试验用部件2的滑动传感器3能够视为测量试验用部件2的载荷方向的移动的位移计。试样位移计21是测量试样20相对于按压机构的滑动的滑动测量部。

实施方式6.

图14为本发明的实施方式6所涉及的滑动试验装置的结构图。实施方式6的滑动试验装置1将实施方式4的按压机构与实施方式5的结构相结合。试验用部件2与实施方式5同样地,以能够沿水平方向移动的方式被支承。

实施方式6的滑动试验装置1与实施方式4同样地,具备将试验用部件2夹在彼此之间并对置的两个滑动传感器3A、3B。滑动试验装置1对应于各个滑动传感器3A、3B,具备分别保持试样20A、20B的两个保持部11A、11B。在图14的结构中,按压机构具备两个按压机4A、4B、两个按压力计5A、5B和两个按压部12A、12B,向试验用部件2的与载荷方向正交的方向的一个端面按压试样20A和滑动传感器3A,并且向试验用部件2的与载荷方向正交的方向的另一个端面按压试样20B和滑动传感器3B。

在实施方式6的滑动试验装置1中,保持部11A、11B能够沿水平方向自由移动,但优选以不会因自重而落下的方式被支承。在实施方式6中,保持部11A、11B也可以向试样20A、20B施加张力。

在实施方式6中,也可以使用对置并平行的两个齿条与一个小齿轮啮合而彼此向相反方向移动的齿条和小齿轮。可以采用如下结构:将按压部12A和按压部12B分别固定于彼此向相反方向移动的齿条,并通过小齿轮使齿条移动,从而由按压部12A和按压部12B夹持试验用部件2。在由齿条和小齿轮构成按压机构的情况下,也可以构成为使包括电动机及齿条和小齿轮的按压机构整体能够沿按压力的方向自由移动。

由于若不施加载荷则试验用部件2不会移动,因此滑动试验的动作与实施方式4相同。在实施方式6的滑动试验装置1中,也与实施方式3的图8的动作同样地,能够反复进行一边减小按压力一边测量位移和滑动的动作。

在实施方式6中,也可以使载荷机6不仅施加载荷方向的力,还施加使试验用部件2绕载荷方向的轴旋转的转矩。在该情况下,试验用部件2优选为圆柱。至少将试验用部件2的与支承部16相接的部分形成为圆柱面。并且,支承部16不是通过辊17而是通过能够在所有方向上旋转的滚珠与试验用部件2接触,保持试验用部件2的铅垂方向的位置。

在实施方式6中,也可以如实施方式2那样,代替滑动传感器3A、3B中的至少一个而使用试样位移计21。此外,也可以同时使用滑动传感器3A或3B和试样位移计21。或者,可以用试样位移计21测量试样20A或20B相对于按压机构的滑动,并将滑动传感器3A或3B固定于试验用部件2,测量试样20A或20B相对于试验用部件2的滑动。在该情况下,固定于试验用部件2的滑动传感器3A或3B能够视为测量试验用部件2的载荷方向的移动的位移计。试样位移计21是测量试样20A或20B相对于按压机构的滑动的滑动测量部。

本发明的实施方式并不限于上述的实施方式。保持部11也可以固定于按压部12。在该情况下,滑动传感器3测量试样20的载荷方向的伸长,作为试样20相对于按压机构或试验用部件2的沿载荷方向的滑动。

在不脱离本发明的广义的精神和范围的前提下,本发明可以实现各种实施方式和变形。此外,上述的实施方式用于说明本发明,而不限定本发明的范围。本发明的范围不是由实施方式示出,而是由权利要求书示出。并且,在权利要求的范围内和与其同等的发明意义的范围内实施的各种变形也视为在本发明的范围内。

符号说明

1滑动试验装置

2试验用部件

3、3A、3B滑动传感器

4、4A、4B按压机

5、5A、5B按压力计

6载荷机

7载荷计

8位移计

9对置部

10控制部

11、11A、11B保持部

12、12A、12B按压部

13钢丝绳

14重物

15滑轮

16支承部

17、18辊

20、20A、20B试样

21试样位移计

23钢丝绳

24重物

25滑轮。

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