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摩擦計についての概要、用途、原理などをご説明します。また、摩擦計のメーカー11社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。摩擦計関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:協和界面科学株式会社、2位:新東科学株式会社、3位:東京硝子器械株式会社となっています。
1987年～1991年昭和電線電纜勤務 高分子材料研究室にて電線の被覆材の研究に従事1991年～1997年小池国際特許事務所にてパテントエンジニアとして勤務1997年～2005年GE横河メディカルシステムにて知財部員として勤務現在、ライターとして活動
摩擦計とは、様々な摩擦力を計測する装置です。
摩擦とは2つの物体が触れ合っているときに発生する抵抗力の一種で、静止摩擦 (静摩擦力) 力と動摩擦力があります。静止摩擦力は静止している物体に加わっている摩擦力で、動摩擦力は運動している物体に加わる摩擦力です。
そのため、静摩擦係数を計測すれば、その物体の静止時の動きにくさや滑りにくさを評価できます。一方、動摩擦係数は動いている物体間の摩擦力を表すことから、その物体の動作時の滑りやすさや摩耗のしやすさを評価できます。
摩擦計は、様々な材料や製品の検査および性能評価のために使用されています。
例えば、ゴムや樹脂の評価です。ゴムやプラスチックなどの樹脂は、衝撃の緩衝材や安全装置によく使用されています。そこで、摩擦計を用いて摩擦力を計測して素材の寿命や安全性をチェックしています。
摩擦計は塗装面の評価にも使用されます。自動車のボディなどを塗装する際には、ある程度の摩擦に耐えうる耐久性が必要です。また、表面をコーティングした場合は傷つきにくく、はがれにくい性能が求められます。これらの性能の評価も摩擦計が有用です。
建材の塗装に関する評価も摩擦計の使用用途です。体育館や住宅にある木製の床の滑りやすさや、ペンキなどの塗膜の引っ掻き強度の測定などに使用されています。
医療分野では、人工関節の摩擦測定や注射針の摩擦測定にも使用されています。
前述の通り、摩擦力は「静止摩擦力」と「動摩擦力」の2種類です。摩擦計には「静止摩擦係数」を測定するものと「動摩擦係数」を測定するものがあります。
静止摩擦係数を求めるための摩擦計です。紙やプラスチックフィルムなどの静止摩擦係数を計測するのによく使用されます。測定の方法は傾斜法と水平法の2種類です。傾斜法では試料の上に重りを載せ、これらを傾斜させていきます。
そして、重りが傾斜面を滑り始めた時の傾斜角から静止摩擦係数が算出可能です。なお、この重りが滑り落ち始める直前の静止摩擦係数を最大静止摩擦係数と呼び、物体の滑りやすさおよび滑りにくさの指標になります。水平法は、試料の上に重りを載せ、これに面方向に引っ張る荷重を掛け、動き出した時の摩擦抵抗を検出して静止摩擦係数 (最大静止摩擦係数) を計測します。
なお、この方法では、その後動いている状態の動摩擦係数の測定も可能です。水平法は紙やプラスチックフィルムの他、皮革の評価などにも使用されています。
水平法の摩擦計でも動摩擦係数を測定できますが、ほかに動摩擦係数の測定に特化した摩擦計が多くあります。動摩擦係数を測定する摩擦計では、基本的に試料に所定の相手材を摺動させて動摩擦係数を測定しています。
さらに、これら動摩擦係数を測定する摩擦計は大きく分けて、移動方向が回転方向である回転型と直線方向の往復である往復型の2種類です。上記のような摺動を行ったときに生じる動摩擦係数を測定する方法としては、以下のような方法があります。
摩擦計のうち、動摩擦係数の測定に特化した摩擦計は、大きく分けて回転型と往復型の2タイプです。どちらも、点接触型と線接触型、面接触型があります。
点接触型は、ボールオンプレート方式とボールオンディスク方式の2種類です。これら試験方式でのボールは球状の所定の相手材です。一方、ディスクはディスク状の試料、プレートは試料よりなる板を指します。したがって、試料がディスクであるときは回転させながら摩擦係数を測定し、プレートであるときは往復摺動で摩擦係数を測定しています。
この方式は、点接触となるため当たりが出やすいのがメリットです。しかし、摩耗によって使用するボールやピンが削れてしまうと接触面積が変化し、摩擦力を正しく計測できなくなるデメリットがあります。
線接触型は、ブロックオンリング方式とピンブロック方式の2種類です。ブロックオンリング方式の摩擦係数測定は、円筒状の相手材の側面にブロック状の試料を押しあて測定して行われます。
ピンブロック方式の摩擦係数測定方式は、ピン状の被試験物を一対のブロック状の相手材で挟み込んで、その中でピンを回転させて測定する方式です。つまり、ブロックオンリング方式とピンブロック方式の両方とも回転型になります。
なお、ピンブロック方式は、油などの潤滑物質の摩擦力計測によく利用されます。
面接触型は、ブロックオンプレート方式とピンオンディスク方式、スラストシリンダー方式の3種類です。なお、この方式でのピンは円柱状の相手材です。スラストシリンダー方式では、平板上の試料に円筒状の相手材の端面を押し当てて摩擦係数を測定しています。
ブロックオンプレート方式は往復型、ピンオンディスク方式とスラストシリンダー方式は回転型に当たります。面接触型では、面で接触しており摩擦にかかわる部分が大きくなって耐久性が高いのがメリットです。
参考文献
https://www.juntsu.co.jp/masatsu/masatsu01.php
https://www.face-kyowa.co.jp/science/theory/what_tribology.html
https://www.face-kyowa.co.jp/science/theory/what_tribology/what_tribology-1.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 協和界面科学株式会社 |
50.0%
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| 2 | 新東科学株式会社 |
25.0%
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| 3 | 東京硝子器械株式会社 |
25.0%
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