JP2001295838A - 軸受予圧調整方法および軸受構造 - Google Patents
軸受予圧調整方法および軸受構造Info
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- F16C2229/00—Setting preload
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した予圧量管理が可能な軸受の予圧調整
・管理方法を提供する。 【解決手段】 間座付き組合わせ軸受の軸受予圧調整方
法において、バルクハウゼンノイズ測定センサーローブ
１を外輪間座７に密着させ、バルクハウゼンノイズを測
定することにより設定された適切な予圧に管理できるも
のである。
・管理方法を提供する。 【解決手段】 間座付き組合わせ軸受の軸受予圧調整方
法において、バルクハウゼンノイズ測定センサーローブ
１を外輪間座７に密着させ、バルクハウゼンノイズを測
定することにより設定された適切な予圧に管理できるも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受の予圧調整方
法に関し、詳しくは、間座付き組合わせ軸受のバルクハ
ウゼンノイズ測定による予圧量管理の方法と、供試され
る間座付き組合わせ軸受の構造に関するものである。
法に関し、詳しくは、間座付き組合わせ軸受のバルクハ
ウゼンノイズ測定による予圧量管理の方法と、供試され
る間座付き組合わせ軸受の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、間座付き組合わせ軸受におい
てアキシャル方向の隙間が調整できるボルト・ナットな
どを締め付けて使用する方法により予圧量を調整する場
合、例えば、図１０に示すように、適切な予圧となるよ
うに外輪、又は外輪の取り付いたハウジングに紐を巻き
付け、接線力をプルゲージで測定したり、専用のトルク
装置により起動トルクを測定して、演算により求めた予
圧量とトルク値の相関から、締め込み量を調整してい
た。
てアキシャル方向の隙間が調整できるボルト・ナットな
どを締め付けて使用する方法により予圧量を調整する場
合、例えば、図１０に示すように、適切な予圧となるよ
うに外輪、又は外輪の取り付いたハウジングに紐を巻き
付け、接線力をプルゲージで測定したり、専用のトルク
装置により起動トルクを測定して、演算により求めた予
圧量とトルク値の相関から、締め込み量を調整してい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、接線力の測定時の軸受の回転速度、測
定時の潤滑条件等、測定トルク値を左右する因子が多く
あるために、従来の方法による測定トルク値では実際の
予圧量がバラツキ、安定して必要としている予圧量を得
ることが難しいという問題があった。
来例においては、接線力の測定時の軸受の回転速度、測
定時の潤滑条件等、測定トルク値を左右する因子が多く
あるために、従来の方法による測定トルク値では実際の
予圧量がバラツキ、安定して必要としている予圧量を得
ることが難しいという問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、間座付き組合わせ軸受
において、間座部のバルクハウゼンノイズを正確に測定
することにより、安定した予圧量管理が可能になる軸受
予圧調整方法および軸受の構造を提供することを目的と
している。
において、間座部のバルクハウゼンノイズを正確に測定
することにより、安定した予圧量管理が可能になる軸受
予圧調整方法および軸受の構造を提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、間座付き組合わせ軸受の
軸受予圧調整方法において、バルクハウゼンノイズを測
定することにより設定された適切な予圧に管理できるこ
とを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明は、間座付き組合わせ軸受の
軸受予圧調整方法において、バルクハウゼンノイズを測
定することにより設定された適切な予圧に管理できるこ
とを特徴としている。
【０００６】また、好ましい実施の形態によれば、上記
した軸受予圧調整方法において、間座から発生するバル
クハウゼンノイズ信号を出力電圧値として捉え、予め求
めた検量線と比較することによって予圧測定を行うこと
を特徴としている。
した軸受予圧調整方法において、間座から発生するバル
クハウゼンノイズ信号を出力電圧値として捉え、予め求
めた検量線と比較することによって予圧測定を行うこと
を特徴としている。
【０００７】また、更に、好ましい実施の形態によれば
上記した軸受予圧調整方法において、間座外形面に測定
センサープローブ径より広い幅の平坦部を設けて前記測
定センサープローブの先端部を密着させ、安定した信号
出力を得ることを特徴としている。
上記した軸受予圧調整方法において、間座外形面に測定
センサープローブ径より広い幅の平坦部を設けて前記測
定センサープローブの先端部を密着させ、安定した信号
出力を得ることを特徴としている。
【０００８】更に、好ましい実施の形態によれば、上記
した軸受予圧調整方法において、ハウジングを組付けた
状態で予圧を調整する場合は、バルクハウゼンノイズ測
定センサープローブが外部より挿入できるように切り欠
き、または穴を設けて前記測定センサープローブを直接
間座に密着させて測定することを特徴としている。
した軸受予圧調整方法において、ハウジングを組付けた
状態で予圧を調整する場合は、バルクハウゼンノイズ測
定センサープローブが外部より挿入できるように切り欠
き、または穴を設けて前記測定センサープローブを直接
間座に密着させて測定することを特徴としている。
【０００９】また、好ましい実施の形態によれば、上記
した軸受予圧調整方法において、外輪間座および内輪間
座付きでハウジングを組付け前記内輪間座の予圧を測定
して予圧量管理を行う場合は、前記切り欠き、または穴
を前記ハウジングおよび外輪間座両方に設けてバルクハ
ウゼンノイズ測定センサープローブを挿入できるように
することを特徴としている。
した軸受予圧調整方法において、外輪間座および内輪間
座付きでハウジングを組付け前記内輪間座の予圧を測定
して予圧量管理を行う場合は、前記切り欠き、または穴
を前記ハウジングおよび外輪間座両方に設けてバルクハ
ウゼンノイズ測定センサープローブを挿入できるように
することを特徴としている。
【００１０】また、請求項２に記載の発明は、間座外径
面にバルクハウゼンノイズ測定センサープローブの接触
部径より広い平坦部を設けた間座を有している。
面にバルクハウゼンノイズ測定センサープローブの接触
部径より広い平坦部を設けた間座を有している。
【００１１】また、請求項３に記載の発明は、ハウジン
グを組付けた状態で予圧を調整する場合、バルクハウゼ
ンノイズ測定センサープローブが外部より挿入できるよ
うに切り欠き、または穴を設けたハウジングを有してい
る。
グを組付けた状態で予圧を調整する場合、バルクハウゼ
ンノイズ測定センサープローブが外部より挿入できるよ
うに切り欠き、または穴を設けたハウジングを有してい
る。
【００１２】また、請求項４に記載の発明は、外輪間座
および内輪間座付きでハウジングを組付け前記内輪間座
の予圧を測定する場合、バルクハウゼンノイズ測定セン
サープローブが外部から挿入できるように切り欠き、ま
たは穴を設けたハウジングおよび外輪間座を有してい
る。
および内輪間座付きでハウジングを組付け前記内輪間座
の予圧を測定する場合、バルクハウゼンノイズ測定セン
サープローブが外部から挿入できるように切り欠き、ま
たは穴を設けたハウジングおよび外輪間座を有してい
る。
【００１３】この軸受予圧調整方法および軸受構造によ
れば、予圧すきまにより使用される間座付きの組合わせ
軸受において、軸受間に挟まれて使用される強磁性体の
間座予圧量に応じて間座内部には応力が発生する。一
方、強磁性体である間座はミクロ的に磁区と呼ばれる棒
磁石に似た小さな磁壁により区切られた磁気領域からな
り、外部から磁場が印加されると不連続、突発的にこの
磁壁が動き磁区が伸び縮みして、この時電気パルスが発
生し、それが加え合わさってバルクハウゼンノイズが発
生する。このバルクハウゼンノイズは応力の大きさによ
り変化し、圧縮応力が大きくなるとバルクハウゼンノイ
ズは小さくなる。このバルクハウゼンノイズ信号を出力
電圧値として捉え、予め求めた検量線の校正曲線を基準
値として比較する事により、応力絶対値を知る事ができ
るので、バルクハウゼンノイズ信号を用いて正確な予圧
量管理が可能になる。
れば、予圧すきまにより使用される間座付きの組合わせ
軸受において、軸受間に挟まれて使用される強磁性体の
間座予圧量に応じて間座内部には応力が発生する。一
方、強磁性体である間座はミクロ的に磁区と呼ばれる棒
磁石に似た小さな磁壁により区切られた磁気領域からな
り、外部から磁場が印加されると不連続、突発的にこの
磁壁が動き磁区が伸び縮みして、この時電気パルスが発
生し、それが加え合わさってバルクハウゼンノイズが発
生する。このバルクハウゼンノイズは応力の大きさによ
り変化し、圧縮応力が大きくなるとバルクハウゼンノイ
ズは小さくなる。このバルクハウゼンノイズ信号を出力
電圧値として捉え、予め求めた検量線の校正曲線を基準
値として比較する事により、応力絶対値を知る事ができ
るので、バルクハウゼンノイズ信号を用いて正確な予圧
量管理が可能になる。
【００１４】あるいは、以上のような、予圧量管理の手
段としてバルクハウゼンノイズ測定のための測定センサ
ープローブと機器本体からなる測定装置群とが安定した
測定が可能なように、間座外形面に測定センサープロー
ブの接触面を完全・正確に密着させるための測定用の平
坦部を形成した間座と、更に、ハウジングを取り付けた
状態で測定する場合に、測定センサープローブが中の間
座に接触・密着できるような切り欠き、又は、穴を設け
た形状のハウジングを使用することにより、正確な測定
が可能になる。
段としてバルクハウゼンノイズ測定のための測定センサ
ープローブと機器本体からなる測定装置群とが安定した
測定が可能なように、間座外形面に測定センサープロー
ブの接触面を完全・正確に密着させるための測定用の平
坦部を形成した間座と、更に、ハウジングを取り付けた
状態で測定する場合に、測定センサープローブが中の間
座に接触・密着できるような切り欠き、又は、穴を設け
た形状のハウジングを使用することにより、正確な測定
が可能になる。
【００１５】あるいは、外輪間座および内輪間座付きで
ボルト・ナット締切りで設定すきまが出るタイプの組合
わせ軸受で内輪間座の予圧を測定する場合には、更に、
ハウジングと外輪間座の両方に切り欠き、又は穴を設け
て測定センサープローブを挿入できるようにして、予圧
を測定することにより、事後の予圧量チェックといっ
た、予圧量管理を実施できる。
ボルト・ナット締切りで設定すきまが出るタイプの組合
わせ軸受で内輪間座の予圧を測定する場合には、更に、
ハウジングと外輪間座の両方に切り欠き、又は穴を設け
て測定センサープローブを挿入できるようにして、予圧
を測定することにより、事後の予圧量チェックといっ
た、予圧量管理を実施できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態に係る間座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図
である。図２は、図１に示す組合わせ軸受の背面組合わ
せ構造を示す断面図である。図３は、図１に示す間座に
設けた平坦部の説明図である。図４は、図１に示す測定
センサープローブに接続するバルクハウゼンノイズ測定
装置本体のブロック図である。図５は、図４に示すバル
クハウゼンノイズ測定装置に用いる検量線データの説明
図である。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る間
座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図である。図７
は、図６に示す組合わせ軸受の正面組合わせ構造を示す
断面図である。図８は、本発明の第３の実施の形態に係
る間座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図である。図
９は、図８に示す組合わせ軸受の背面組合わせ構造を示
す断面図である。
て図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態に係る間座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図
である。図２は、図１に示す組合わせ軸受の背面組合わ
せ構造を示す断面図である。図３は、図１に示す間座に
設けた平坦部の説明図である。図４は、図１に示す測定
センサープローブに接続するバルクハウゼンノイズ測定
装置本体のブロック図である。図５は、図４に示すバル
クハウゼンノイズ測定装置に用いる検量線データの説明
図である。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る間
座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図である。図７
は、図６に示す組合わせ軸受の正面組合わせ構造を示す
断面図である。図８は、本発明の第３の実施の形態に係
る間座付き組合わせ軸受の構造を示す断面図である。図
９は、図８に示す組合わせ軸受の背面組合わせ構造を示
す断面図である。
【００１７】図１において、１は後述するバルクハウゼ
ンノイズ測定装置の測定センサープローブである。２は
組合わせ軸受によって軸支される回転軸である。３は左
側の円錐ころ軸受のころ、４はその円錐ころ軸受の内輪
で、５はその外輪であり、６は保持器である。一方、３
´は右側の円錐ころ軸受のころで、４´はその内輪、５
´は外輪、６´は保持器である。７は左右の外輪５と５
´に挟まれた予圧用の外輪間座であり、８は軸受に嵌合
しカバーしているハウジングで、軸２がハウジング８に
対して回動自在となっている。このように外輪間座７を
挟んで左右の軸受で正面組合わせ軸受を構成している。
ハウジング８には切り欠き（又は穴）９が形成されてい
て、測定センサープローブ１の接触面が間座７に密着す
るようになっている。１０は外輪間座７を締め付け予圧
量を調整するベアリングナットである。
ンノイズ測定装置の測定センサープローブである。２は
組合わせ軸受によって軸支される回転軸である。３は左
側の円錐ころ軸受のころ、４はその円錐ころ軸受の内輪
で、５はその外輪であり、６は保持器である。一方、３
´は右側の円錐ころ軸受のころで、４´はその内輪、５
´は外輪、６´は保持器である。７は左右の外輪５と５
´に挟まれた予圧用の外輪間座であり、８は軸受に嵌合
しカバーしているハウジングで、軸２がハウジング８に
対して回動自在となっている。このように外輪間座７を
挟んで左右の軸受で正面組合わせ軸受を構成している。
ハウジング８には切り欠き（又は穴）９が形成されてい
て、測定センサープローブ１の接触面が間座７に密着す
るようになっている。１０は外輪間座７を締め付け予圧
量を調整するベアリングナットである。
【００１８】図２は図１の場合と同じ円錐コロ軸受を背
面組合わせにして、組合わせ軸受を構成した例の断面図
であり、図１と異なる点は、内輪４と４´の間に予圧用
の内輪間座１１を設け、測定センサープローブ１を切り
欠き穴９から挿入して内輪間座１１上に密着させ、締め
込み座金１２を締め込むことで予圧量を調整する点であ
る。
面組合わせにして、組合わせ軸受を構成した例の断面図
であり、図１と異なる点は、内輪４と４´の間に予圧用
の内輪間座１１を設け、測定センサープローブ１を切り
欠き穴９から挿入して内輪間座１１上に密着させ、締め
込み座金１２を締め込むことで予圧量を調整する点であ
る。
【００１９】図３において、１３は外輪間座７、又は内
輪間座１１の面上の一部に設けた平坦部で、ここに測定
センサープローブ１の接触面を密着させる。１４は間座
全体の外面上に平坦部を多数設けた例を示している。
輪間座１１の面上の一部に設けた平坦部で、ここに測定
センサープローブ１の接触面を密着させる。１４は間座
全体の外面上に平坦部を多数設けた例を示している。
【００２０】間座付きの組合わせ軸受の予圧量は、軸受
と間座だけで決まるものではなく、実際にハウジング８
と、軸２との嵌合状態によって変化するので、正確な予
圧量は実際にハウジング８、軸２に組付けられた状態で
測定する必要がある。このため図１、２に示すように、
実際のハウジング８には、測定センサープローブ１が間
座７や１１に確実に接触できるよう、切り欠き、穴９が
設けられている。又、軸２に組み付けられていて、ハウ
ジングに組み付けられていない場合でも、軸受の嵌合状
態が分かれば、計算からハウジングに組付けられた状態
で適正予圧となる予圧値は求められるので、この状態で
測定して予圧量を調整するナット締め込み位置を決める
ことができる。
と間座だけで決まるものではなく、実際にハウジング８
と、軸２との嵌合状態によって変化するので、正確な予
圧量は実際にハウジング８、軸２に組付けられた状態で
測定する必要がある。このため図１、２に示すように、
実際のハウジング８には、測定センサープローブ１が間
座７や１１に確実に接触できるよう、切り欠き、穴９が
設けられている。又、軸２に組み付けられていて、ハウ
ジングに組み付けられていない場合でも、軸受の嵌合状
態が分かれば、計算からハウジングに組付けられた状態
で適正予圧となる予圧値は求められるので、この状態で
測定して予圧量を調整するナット締め込み位置を決める
ことができる。
【００２１】又、図１、２に示す切り欠き、穴９から測
定センサープローブ１を挿入してセットする場合に、安
定した信号出力を得るためには、間座７、１１の形状を
測定センサープローブ１の先端部が間座７、１１に密着
できる形にする必要がある。そのために図３に示した平
坦部１３、１４が形成されている。
定センサープローブ１を挿入してセットする場合に、安
定した信号出力を得るためには、間座７、１１の形状を
測定センサープローブ１の先端部が間座７、１１に密着
できる形にする必要がある。そのために図３に示した平
坦部１３、１４が形成されている。
【００２２】図４に示すバルクハウゼンノイズ測定装置
は、本実施の形態における組合わせ軸受の予圧量管理の
ために、間座内の磁力変化をバルクハウゼンノイズの変
化量として検出し、検出したバルクハウゼンノイズと軸
受の予圧の相関関係によって予圧量を調整・管理するた
めのものである。
は、本実施の形態における組合わせ軸受の予圧量管理の
ために、間座内の磁力変化をバルクハウゼンノイズの変
化量として検出し、検出したバルクハウゼンノイズと軸
受の予圧の相関関係によって予圧量を調整・管理するた
めのものである。
【００２３】バルクハウゼンノイズ測定装置は、図４に
示すように、バルクハウゼンノイズ測定装置の機器本体
３０と、そのセンサー部Ａとで構成されている。
示すように、バルクハウゼンノイズ測定装置の機器本体
３０と、そのセンサー部Ａとで構成されている。
【００２４】機器本体３０側から、プログラム可能な磁
化信号発振器３１より被測定体を磁化する交流等の試験
用磁化信号を発生し、これを励磁電流増幅器３２により
電力増幅してセンサー部Ａに印加する。センサー部Ａ
は、軟質磁性材のヨーク３９に励磁コイル４０を巻いた
励磁部と、検出コイル４１とで構成され、機器本体３０
からの励磁電流を励磁コイル４０に流して、被測定物
（例えば、間座）上に密着させたヨーク３９より被測定
物（間座）を局部的に磁化させる。
化信号発振器３１より被測定体を磁化する交流等の試験
用磁化信号を発生し、これを励磁電流増幅器３２により
電力増幅してセンサー部Ａに印加する。センサー部Ａ
は、軟質磁性材のヨーク３９に励磁コイル４０を巻いた
励磁部と、検出コイル４１とで構成され、機器本体３０
からの励磁電流を励磁コイル４０に流して、被測定物
（例えば、間座）上に密着させたヨーク３９より被測定
物（間座）を局部的に磁化させる。
【００２５】励磁・磁化された被測定物（間座）の表面
に、検出コイル４１を密着させると検出コイル４１に磁
束により誘起電圧が発生する。この誘起電圧の波形は励
磁用に印加した電流波形と同じ低周波の交流電圧波形
に、被測定物（間座）内でのミクロ的な磁壁、磁区変化
による高周波のバルクハウゼンノイズ波形が重畳した電
圧波形である。この高周波バルクウゼンノイズ波形の振
幅は励磁交流波形の振幅に比較して微小なため、機器本
体３０側の信号処理部３３で、信号増幅器３４で増幅し
た後、バルクハウゼンノイズ波形のみを取り出すため
に、フーリェ変換処理等による周波数フィルタリングを
ＦＦＴ解析部３５で行い、データ収集保管部３６のメモ
リに解析結果を保管する。
に、検出コイル４１を密着させると検出コイル４１に磁
束により誘起電圧が発生する。この誘起電圧の波形は励
磁用に印加した電流波形と同じ低周波の交流電圧波形
に、被測定物（間座）内でのミクロ的な磁壁、磁区変化
による高周波のバルクハウゼンノイズ波形が重畳した電
圧波形である。この高周波バルクウゼンノイズ波形の振
幅は励磁交流波形の振幅に比較して微小なため、機器本
体３０側の信号処理部３３で、信号増幅器３４で増幅し
た後、バルクハウゼンノイズ波形のみを取り出すため
に、フーリェ変換処理等による周波数フィルタリングを
ＦＦＴ解析部３５で行い、データ収集保管部３６のメモ
リに解析結果を保管する。
【００２６】バルクハウゼンノイズ解析結果は、例え
ば、解析領域（バルクハウゼンノイズの周波数範囲）、
ＲＭＳ値（Ｖ）、ピーク値（Ｖ）、等のデータの他に、
バルクハウゼンノイズ測定用に用意された、「圧縮応力
値−バルクウゼンノイズ発生電力レベル」検量線データ
が保管されている。
ば、解析領域（バルクハウゼンノイズの周波数範囲）、
ＲＭＳ値（Ｖ）、ピーク値（Ｖ）、等のデータの他に、
バルクハウゼンノイズ測定用に用意された、「圧縮応力
値−バルクウゼンノイズ発生電力レベル」検量線データ
が保管されている。
【００２７】このバルクハウゼンノイズ検量線データ
は、本実施の形態において、バルクハウゼンノイズから
軸受の予圧量を求めるために予め作成された基準データ
を記憶して置くものである。
は、本実施の形態において、バルクハウゼンノイズから
軸受の予圧量を求めるために予め作成された基準データ
を記憶して置くものである。
【００２８】図５から予圧量検出に用いる基準値の検量
線の求め方について説明する。バルクハウゼンノイズは
応力の他に、金属学的な材料特性に左右されるため、測
定対象となる間座と同一材料（同一熱処理履歴を持つ同
じ硬度のもの）で、同一寸法形状の同一磁化特性を示す
間座を準備し、アムスラー試験機などにより既知の応力
を与えて、バルクハウゼンノイズ測定装置によりバルク
ハウゼンノイズの電圧信号値を測定する。
線の求め方について説明する。バルクハウゼンノイズは
応力の他に、金属学的な材料特性に左右されるため、測
定対象となる間座と同一材料（同一熱処理履歴を持つ同
じ硬度のもの）で、同一寸法形状の同一磁化特性を示す
間座を準備し、アムスラー試験機などにより既知の応力
を与えて、バルクハウゼンノイズ測定装置によりバルク
ハウゼンノイズの電圧信号値を測定する。
【００２９】励磁電流を一定の大きさとした時、与えら
れた応力値に応じ、励磁による図５に示すような磁気ヒ
ステリシス曲線は、その時の応力（圧縮応力）が小さけ
れば曲線は鋭俊となり、応力が大きくなると緩やかな曲
線になる。そして、その時に発生するバルクハウゼンノ
イズの電圧信号は、応力が小さい方が大きく、応力が大
きい方が小さくなる。
れた応力値に応じ、励磁による図５に示すような磁気ヒ
ステリシス曲線は、その時の応力（圧縮応力）が小さけ
れば曲線は鋭俊となり、応力が大きくなると緩やかな曲
線になる。そして、その時に発生するバルクハウゼンノ
イズの電圧信号は、応力が小さい方が大きく、応力が大
きい方が小さくなる。
【００３０】この応力値を２点以上（図５では６点）変
えながら、それに対応するバルクハウゼンノイズ電圧を
検出し、図５下段の出力電圧のレベルのように、横軸に
応力値（絶対応力値）、縦軸にバルクハウゼンノイズ発
生電力レベルを目盛って検量線を作成する。そして応力
値と対応する予圧荷重との校正を行う。
えながら、それに対応するバルクハウゼンノイズ電圧を
検出し、図５下段の出力電圧のレベルのように、横軸に
応力値（絶対応力値）、縦軸にバルクハウゼンノイズ発
生電力レベルを目盛って検量線を作成する。そして応力
値と対応する予圧荷重との校正を行う。
【００３１】この検量線による校正曲線をメモリにスト
アし、実際の測定の場合に、検出したバルクハウゼンノ
イズを信号処理した電圧信号測定値と比較することによ
り、実際の間座に負荷されている応力値、さらには間座
に負荷された予圧荷重が求められる。こうしたデータは
信号処理部３４からＣＲＴ表示部３７へ送られ表示され
ると共に、プリンタ出力部３８からプリントアウトする
ことができる。
アし、実際の測定の場合に、検出したバルクハウゼンノ
イズを信号処理した電圧信号測定値と比較することによ
り、実際の間座に負荷されている応力値、さらには間座
に負荷された予圧荷重が求められる。こうしたデータは
信号処理部３４からＣＲＴ表示部３７へ送られ表示され
ると共に、プリンタ出力部３８からプリントアウトする
ことができる。
【００３２】つぎに軸受の予圧量調整動作について説明
する。図１に示すような、間座付き円錐ころ軸受の正面
組合わせ軸受の予圧を調整するには、バルクハウゼンノ
イズ測定装置の測定センサープローブ１をハウジング８
の穴９から挿入して、外輪間座７の面上平坦部１３に接
触部を密着させる。この時、測定センサープローブ１内
の励磁コイル４０により磁化される方向、つまりヨーク
３９の長手方向が、測定する応力の方向である外輪間座
７のアキシァル方向に一致するように密着・配置され
る。
する。図１に示すような、間座付き円錐ころ軸受の正面
組合わせ軸受の予圧を調整するには、バルクハウゼンノ
イズ測定装置の測定センサープローブ１をハウジング８
の穴９から挿入して、外輪間座７の面上平坦部１３に接
触部を密着させる。この時、測定センサープローブ１内
の励磁コイル４０により磁化される方向、つまりヨーク
３９の長手方向が、測定する応力の方向である外輪間座
７のアキシァル方向に一致するように密着・配置され
る。
【００３３】続いて、測定センサープローブ１から規定
の波形の励磁電流を流し外輪間座７を局部的に磁化す
る。この時、印加磁場により間座７の内部では磁壁が動
き、磁区が伸縮して電気パルスが発生し、バルクハウゼ
ンノイズ信号が発生する。これを検出コイル４１により
電圧値として捉え、機器本体３０の信号処理部３３へ送
って、ＦＦＴ解析部３５でバルクハウゼンノイズ成分だ
けを分離し、この時点での間座７の応力に対応するバル
クハウゼンノイズ信号電圧値を検出する。
の波形の励磁電流を流し外輪間座７を局部的に磁化す
る。この時、印加磁場により間座７の内部では磁壁が動
き、磁区が伸縮して電気パルスが発生し、バルクハウゼ
ンノイズ信号が発生する。これを検出コイル４１により
電圧値として捉え、機器本体３０の信号処理部３３へ送
って、ＦＦＴ解析部３５でバルクハウゼンノイズ成分だ
けを分離し、この時点での間座７の応力に対応するバル
クハウゼンノイズ信号電圧値を検出する。
【００３４】こうして検出したバルクハウゼンノイズ信
号電圧値を、図５に示すような、先にメモリに格納して
ある基準の検量線の校正曲線と比較することによって、
検出値より現在の軸受に負荷されている応力値、負荷さ
れている予圧荷重が分かる。従って、それが目標とする
設定予圧値より低いか、高いかを判断して調整量を逆算
し、調整用のベアリング・ナット１０の締め込み位置を
決定し、外輪間座７の圧縮応力を調整して、組合わせ軸
受の予圧を調整する。
号電圧値を、図５に示すような、先にメモリに格納して
ある基準の検量線の校正曲線と比較することによって、
検出値より現在の軸受に負荷されている応力値、負荷さ
れている予圧荷重が分かる。従って、それが目標とする
設定予圧値より低いか、高いかを判断して調整量を逆算
し、調整用のベアリング・ナット１０の締め込み位置を
決定し、外輪間座７の圧縮応力を調整して、組合わせ軸
受の予圧を調整する。
【００３５】例えば、検出された現在の軸受に負荷され
ている予圧が仮に、予圧荷重３０００Ｎであって、実際
に機械が必要とする設定予圧荷重は４５００Ｎだったと
すれば、ベアリングナット１０を所定量締め込み、外輪
間座７を圧縮して予圧を１５００Ｎ程度高める。又、検
出された予圧が高く目標値まで予圧を低下させる場合は
逆にベアリングナット１０を緩めることで、軸受の予圧
量管理を行うことができる。
ている予圧が仮に、予圧荷重３０００Ｎであって、実際
に機械が必要とする設定予圧荷重は４５００Ｎだったと
すれば、ベアリングナット１０を所定量締め込み、外輪
間座７を圧縮して予圧を１５００Ｎ程度高める。又、検
出された予圧が高く目標値まで予圧を低下させる場合は
逆にベアリングナット１０を緩めることで、軸受の予圧
量管理を行うことができる。
【００３６】次に、図２に示す円錐ころ軸受の背面組合
わせ型における内輪間座１１の予圧量検出の場合も同様
に、測定センサープローブ１を穴９から挿入して、今度
は内輪間座１１の平坦部１３（あるいは１４）に密着さ
せ励磁して、検出コイル４１によりバルクハウゼンノイ
ズを検出する。この検出値を図５のような基準の検量線
の校正曲線と比較して、現在軸受に負荷されている予圧
荷重を求め、設定値との増減に応じてベアリングナット
１０の締め込み位置を決定し、軸受の予圧を調整するこ
とで予圧量管理を行う。
わせ型における内輪間座１１の予圧量検出の場合も同様
に、測定センサープローブ１を穴９から挿入して、今度
は内輪間座１１の平坦部１３（あるいは１４）に密着さ
せ励磁して、検出コイル４１によりバルクハウゼンノイ
ズを検出する。この検出値を図５のような基準の検量線
の校正曲線と比較して、現在軸受に負荷されている予圧
荷重を求め、設定値との増減に応じてベアリングナット
１０の締め込み位置を決定し、軸受の予圧を調整するこ
とで予圧量管理を行う。
【００３７】このように、本実施の形態によれば、本
来、軸（回転軸）２の回転を軸支する軸受には、軸受の
剛性を高め軸の回転精度を向上させて軸振れを抑止した
り、軸と軸受の摩擦熱による熱変位などを防止するため
に、予圧式の間座付き組合わせ軸受により軸を軸支し
て、予圧を調整することが行われている。例えば、軸振
れを抑止するには調整ボルト・ナット等を締め込み予圧
を高めて抑止し、熱変位を防ぐには調整ボルト・ナット
を緩めて予圧を減じ摩擦を低下させる等の調整が必要な
ので、機械運転後の予圧測定による予圧量管理が必須の
状況となっている。
来、軸（回転軸）２の回転を軸支する軸受には、軸受の
剛性を高め軸の回転精度を向上させて軸振れを抑止した
り、軸と軸受の摩擦熱による熱変位などを防止するため
に、予圧式の間座付き組合わせ軸受により軸を軸支し
て、予圧を調整することが行われている。例えば、軸振
れを抑止するには調整ボルト・ナット等を締め込み予圧
を高めて抑止し、熱変位を防ぐには調整ボルト・ナット
を緩めて予圧を減じ摩擦を低下させる等の調整が必要な
ので、機械運転後の予圧測定による予圧量管理が必須の
状況となっている。
【００３８】そこで、本実施の形態では、予圧調整の目
的如何を問わず、ハウジング８の切り欠き（又は穴）９
と、間座７、１１の外形面の平坦部１３、１４の形成に
よって、測定センサープローブ１を平坦部に密着させ、
バルクハウゼンノイズの正確な測定を可能として、求め
られる精度の高い軸受の予圧設定管理、及び、機械運転
後の予圧量管理を実現している。
的如何を問わず、ハウジング８の切り欠き（又は穴）９
と、間座７、１１の外形面の平坦部１３、１４の形成に
よって、測定センサープローブ１を平坦部に密着させ、
バルクハウゼンノイズの正確な測定を可能として、求め
られる精度の高い軸受の予圧設定管理、及び、機械運転
後の予圧量管理を実現している。
【００３９】次に本発明の第２の実施の形態について図
６及び７を参照して説明する。図６に示す軸受は、アン
ギュラ玉軸受の背面組合わせ型であって、玉５０、５０
´と内輪５１、５１´と外輪５２、５２´と保持器５
３、５３´、とを有している。その他、測定センサープ
ローブ１、軸２、外輪間座７、ハウジング８、穴９、ベ
アリングナット１０は、第１の実施の形態における図１
の構成と同じである。
６及び７を参照して説明する。図６に示す軸受は、アン
ギュラ玉軸受の背面組合わせ型であって、玉５０、５０
´と内輪５１、５１´と外輪５２、５２´と保持器５
３、５３´、とを有している。その他、測定センサープ
ローブ１、軸２、外輪間座７、ハウジング８、穴９、ベ
アリングナット１０は、第１の実施の形態における図１
の構成と同じである。
【００４０】一方、図７に示す軸受は、アンギュラ玉軸
受の正面組合わせ型であって、玉５０、５０´、内輪５
１、５１´、外輪５２、５２´、保持器５３、５３´、
とを有している。その他の、測定センサープローブ１、
軸２、内輪間座１１、ハウジング８、穴９、締め込み座
金１２は、第１の実施の形態における図２の構成と同じ
である。
受の正面組合わせ型であって、玉５０、５０´、内輪５
１、５１´、外輪５２、５２´、保持器５３、５３´、
とを有している。その他の、測定センサープローブ１、
軸２、内輪間座１１、ハウジング８、穴９、締め込み座
金１２は、第１の実施の形態における図２の構成と同じ
である。
【００４１】つぎに予圧調整動作について説明する。第
２の実施の形態の組合わせアンギュラ玉軸受の場合も、
第１の実施の形態の組合わせ円錐ころ軸受と同様に、図
６に示す背面組合わせアンギュラ軸受の場合は、測定セ
ンサープローブ１を穴９から挿入し接触面を外輪間座７
の外形面の平坦部１３又は１４に密着させ、図７に示す
正面組合わせアンギュラ軸受の場合は、測定センサープ
ローブ１を穴９から挿入し接触面を内輪間座１１の外形
面１３又は１４に密着させて測定を行うことができる。
２の実施の形態の組合わせアンギュラ玉軸受の場合も、
第１の実施の形態の組合わせ円錐ころ軸受と同様に、図
６に示す背面組合わせアンギュラ軸受の場合は、測定セ
ンサープローブ１を穴９から挿入し接触面を外輪間座７
の外形面の平坦部１３又は１４に密着させ、図７に示す
正面組合わせアンギュラ軸受の場合は、測定センサープ
ローブ１を穴９から挿入し接触面を内輪間座１１の外形
面１３又は１４に密着させて測定を行うことができる。
【００４２】バルクハウゼンノイズの測定は第１の実施
の形態と同様で、図６の例では、測定センサープローブ
１より所定の励磁電流により外輪間座７を磁化し、検出
コイル４１によってバルクハウゼンノイズを電圧信号測
定値として検出して、図５に示すような、検量線の校正
曲線と比較することによって、外輪間座７に負荷されて
いる応力値、更には、外輪間座７に負荷されている予圧
荷重を求めて、ベアリング（軸受）ナット１０の締め込
み位置を決定することができる。同様に図７に示す正面
組合わせアンギュラ軸受の場合も、予圧荷重を求めて締
め込み座金１２の締め込み量を決定することができる。
の形態と同様で、図６の例では、測定センサープローブ
１より所定の励磁電流により外輪間座７を磁化し、検出
コイル４１によってバルクハウゼンノイズを電圧信号測
定値として検出して、図５に示すような、検量線の校正
曲線と比較することによって、外輪間座７に負荷されて
いる応力値、更には、外輪間座７に負荷されている予圧
荷重を求めて、ベアリング（軸受）ナット１０の締め込
み位置を決定することができる。同様に図７に示す正面
組合わせアンギュラ軸受の場合も、予圧荷重を求めて締
め込み座金１２の締め込み量を決定することができる。
【００４３】このように、第２の実施の形態によれば、
ハウジングの切り欠き、穴９と、間座外形面の平坦部１
３、１４を利用して測定センサープローブ１を間座に密
着させることで、バルクハウゼンノイズを正確に検出し
て、予圧荷重が求められるので、間座付き組合わせアン
ギュラ軸受の正確な予圧設定管理が可能になる。また、
実際に稼動中の機械装置でも、間座に測定センサープロ
ーブ１を密着させられる構造になっていれば、切り欠
き、穴９と平坦部１３、１４を利用することによって、
機械運転後の予圧チェックも可能であり、機械運転後の
予圧のずれを調整し直すといった予圧量管理も可能とな
る。
ハウジングの切り欠き、穴９と、間座外形面の平坦部１
３、１４を利用して測定センサープローブ１を間座に密
着させることで、バルクハウゼンノイズを正確に検出し
て、予圧荷重が求められるので、間座付き組合わせアン
ギュラ軸受の正確な予圧設定管理が可能になる。また、
実際に稼動中の機械装置でも、間座に測定センサープロ
ーブ１を密着させられる構造になっていれば、切り欠
き、穴９と平坦部１３、１４を利用することによって、
機械運転後の予圧チェックも可能であり、機械運転後の
予圧のずれを調整し直すといった予圧量管理も可能とな
る。
【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態について
図８及び９を参照して説明する。図８に示す軸受は、図
１に示した組合わせ円錐ころ軸受と同型の、間座付き正
面組合わせの円錐ころ軸受であり、異なる点は外輪間座
７と内輪間座１１の両方を備えて、図１に示すような予
圧すきま調整用のボルト・ナットが無く、図１のような
後で調整用のボルト・ナット等で勝手に予圧すきまの調
整ができない自動調整型等の、締切りタイプの軸受であ
る。なお、図８のバルクハウゼンノイズの測定は、図１
と同一測定方法で行い、外輪間座７による測定となって
いる。
図８及び９を参照して説明する。図８に示す軸受は、図
１に示した組合わせ円錐ころ軸受と同型の、間座付き正
面組合わせの円錐ころ軸受であり、異なる点は外輪間座
７と内輪間座１１の両方を備えて、図１に示すような予
圧すきま調整用のボルト・ナットが無く、図１のような
後で調整用のボルト・ナット等で勝手に予圧すきまの調
整ができない自動調整型等の、締切りタイプの軸受であ
る。なお、図８のバルクハウゼンノイズの測定は、図１
と同一測定方法で行い、外輪間座７による測定となって
いる。
【００４５】図９は同じく、図２に示す組合わせ円錐こ
ろ軸受と同型の、間座付き背面組合わせ円錐ころ軸受で
あり、異なる点は外輪間座７と内輪間座１１の両方を備
え、図８と同様なボルト・ナット締切り型の軸受であ
り、図２と同一の測定を行うために、切り欠き、又は穴
９をハウジング８と外輪間座７の双方に設けて、測定セ
ンサープローブ１がそれらの穴９を通って内輪間座１１
に密着できるようになっている点である。その他の構成
は図８の場合は図１と、図９の場合は図２と同一であ
り、重複する説明は省略する。なお、図８、図９に示す
外輪間座７と内輪間座１１の外形面には前実施の形態と
同様に平坦部１３又は１４が形成されている。
ろ軸受と同型の、間座付き背面組合わせ円錐ころ軸受で
あり、異なる点は外輪間座７と内輪間座１１の両方を備
え、図８と同様なボルト・ナット締切り型の軸受であ
り、図２と同一の測定を行うために、切り欠き、又は穴
９をハウジング８と外輪間座７の双方に設けて、測定セ
ンサープローブ１がそれらの穴９を通って内輪間座１１
に密着できるようになっている点である。その他の構成
は図８の場合は図１と、図９の場合は図２と同一であ
り、重複する説明は省略する。なお、図８、図９に示す
外輪間座７と内輪間座１１の外形面には前実施の形態と
同様に平坦部１３又は１４が形成されている。
【００４６】次に予圧量管理の動作について説明する。
図８の正面組合わせの場合は、切り欠き、穴９から測定
センサープローブ１を挿入して、外輪間座７に密着させ
る。図９の背面組合わせの場合は、ハウジング８と外輪
間座７の双方に開けられた穴９に測定センサープローブ
１を挿入して、内輪間座１１に密着させる。その後のバ
ルクハウゼンノイズの測定については、図１、図２の場
合と同様であって、検出コイル４１により検出した電圧
信号測定値を検量線の校正曲線のデータと比較すること
によって、間座に負荷された応力値、及び、負荷された
予圧荷重が求められる。
図８の正面組合わせの場合は、切り欠き、穴９から測定
センサープローブ１を挿入して、外輪間座７に密着させ
る。図９の背面組合わせの場合は、ハウジング８と外輪
間座７の双方に開けられた穴９に測定センサープローブ
１を挿入して、内輪間座１１に密着させる。その後のバ
ルクハウゼンノイズの測定については、図１、図２の場
合と同様であって、検出コイル４１により検出した電圧
信号測定値を検量線の校正曲線のデータと比較すること
によって、間座に負荷された応力値、及び、負荷された
予圧荷重が求められる。
【００４７】このように、第３の実施の形態によれば、
第１、第２の実施の形態が、間座付き組合わせ軸受のア
キシアル方向のすきまを調整できるボルト・ナットを締
め付けて後から予圧を調整できるタイプであったのに対
し、第３の実施の形態は、外輪間座７と内輪間座１１の
双方による構造で、且つ、ボルト・ナットの締切りタイ
プなので、切り欠き、穴９と平坦部１３、１４の構造を
利用してバルクハウゼンノイズを測定することにより、
主に、設定どおりの予圧に保たれているかを確認する予
圧チェック等の予圧量管理に利用することができる。
第１、第２の実施の形態が、間座付き組合わせ軸受のア
キシアル方向のすきまを調整できるボルト・ナットを締
め付けて後から予圧を調整できるタイプであったのに対
し、第３の実施の形態は、外輪間座７と内輪間座１１の
双方による構造で、且つ、ボルト・ナットの締切りタイ
プなので、切り欠き、穴９と平坦部１３、１４の構造を
利用してバルクハウゼンノイズを測定することにより、
主に、設定どおりの予圧に保たれているかを確認する予
圧チェック等の予圧量管理に利用することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予圧下で使用される間座付き組合わせ軸受において、ハ
ウジングなどに切り欠き、又は穴を設け、間座の外形面
には平坦部を形成して測定センサープローブの接触部が
間座に密着できる構造にして、バルクハウゼンノイズ測
定装置により正確にバルクハウゼンノイズを電圧信号測
定値として測定できるように構成したので、間接的に予
圧量を容易、且つ、正確に把握し安定に管理することが
できるという効果がある。
予圧下で使用される間座付き組合わせ軸受において、ハ
ウジングなどに切り欠き、又は穴を設け、間座の外形面
には平坦部を形成して測定センサープローブの接触部が
間座に密着できる構造にして、バルクハウゼンノイズ測
定装置により正確にバルクハウゼンノイズを電圧信号測
定値として測定できるように構成したので、間接的に予
圧量を容易、且つ、正確に把握し安定に管理することが
できるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る間座付き組合
わせ軸受の構造を示す断面図である。
わせ軸受の構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す組合わせ軸受の背面組合わせ構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】図１に示す間座に設けた平坦部の説明図であ
る。
る。
【図４】図１に示す測定センサープローブに接続するバ
ルクハウゼンノイズ測定装置の本体のブロック図であ
る。
ルクハウゼンノイズ測定装置の本体のブロック図であ
る。
【図５】図４に示すバルクハウゼンノイズ測定装置に用
いる検量線データの説明図である。
いる検量線データの説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る間座付き組合
わせ軸受の構造を示す断面図である。
わせ軸受の構造を示す断面図である。
【図７】図６に示す組合わせ軸受の正面組合わせ構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る間座付き組合
わせ軸受の構造を示す断面図である。
わせ軸受の構造を示す断面図である。
【図９】図８に示す組合わせ軸受の背面組合わせ構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１０】従来の軸受の予圧量測定装置の構成を示す斜
視図である。
視図である。
１ 測定センサープローブ ２ 軸 ３ ころ ４、５１ 内輪 ５、５２ 外輪 ６、５３ 保持器 ７ 外輪間座 ８ ハウジング ９ 切り欠き、穴 １０ ベアリングナット １１ 内輪間座 １２ 締込み座金 １３、１４ 平坦部 ３０ 機器本体 ３１ 磁化信号発振器 ３２ 励磁電流増幅器 ３３ 信号処理部 ３４ 信号増幅部 ３５ ＦＦＴ解析部 ３６ データ収集保管部 ３７ ＣＲＴ表示部 ３８ プリンタ出力部 ３９ ヨーク ４０ 励磁コイル ４１ 検出コイル ５０ 玉
Claims (4)
- 【請求項１】 間座付き組合わせ軸受の軸受予圧調整方
法において、バルクハウゼンノイズを測定することによ
り設定された適切な予圧に管理できることを特徴とする
軸受予圧調整方法。 - 【請求項２】 間座外径面にバルクハウゼンノイズ測定
センサープローブの接触部径より広い平坦部を設けた間
座を有することを特徴とする軸受構造。 - 【請求項３】 ハウジングを組付けた状態で予圧を調整
する場合、バルクハウゼンノイズ測定センサープローブ
が外部より挿入できるように切り欠き、または穴を設け
たハウジングを有することを特徴とする軸受構造。 - 【請求項４】 外輪間座および内輪間座付きでハウジン
グを組付け前記内輪間座の予圧を測定する場合、バルク
ハウゼン測定センサープローブが外部より挿入できるよ
うに切り欠き、または穴を設けたハウジングおよび外輪
間座を有することを特徴とする軸受構造。
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|---|---|---|---|
| JP2000111022A JP2001295838A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 軸受予圧調整方法および軸受構造 |
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| JP2000111022A JP2001295838A (ja) | 2000-04-12 | 2000-04-12 | 軸受予圧調整方法および軸受構造 |
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