JP2002214224A - 潤滑油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法 - Google Patents
潤滑油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法Info
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
- F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 押圧機構の構造を小型化できるとともに評価
精度を向上させることができる潤滑油の軸受疲労寿命評
価装置及び軸受疲労寿命評価方法の提供。 【解決手段】 潤滑油に浸されるとともに互いに対向す
る外輪部材２１と内輪部材２２とが球体２３を介して相
対回転可能とされたアンギュラー玉軸受機構２と、これ
らの外輪部材２１と内輪部材２２とを互いに近接する方
向に押圧する押圧機構４と、外輪部材２１に対して内輪
部材２２を回転させる回転機構３とを備える。球体２３
は、その凸状の球面が内輪部材２２の転がり部２２Ａと
凸状（点状）で接触することになり、押圧機構４からの
押圧力は転がり部２２Ａと球体２３との１カ所に集中す
る。
精度を向上させることができる潤滑油の軸受疲労寿命評
価装置及び軸受疲労寿命評価方法の提供。 【解決手段】 潤滑油に浸されるとともに互いに対向す
る外輪部材２１と内輪部材２２とが球体２３を介して相
対回転可能とされたアンギュラー玉軸受機構２と、これ
らの外輪部材２１と内輪部材２２とを互いに近接する方
向に押圧する押圧機構４と、外輪部材２１に対して内輪
部材２２を回転させる回転機構３とを備える。球体２３
は、その凸状の球面が内輪部材２２の転がり部２２Ａと
凸状（点状）で接触することになり、押圧機構４からの
押圧力は転がり部２２Ａと球体２３との１カ所に集中す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン油、自動
車用変速機油、その他の潤滑油の疲労寿命を評価する軸
受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法に関する
ものである。
車用変速機油、その他の潤滑油の疲労寿命を評価する軸
受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法に関する
ものである。
【０００２】
【背景技術】潤滑油では、その疲労寿命を種々の試験装
置で評価することが行われており、この評価結果に基づ
いて潤滑油の開発が行われている。このうち、自動車の
変速機等で使用される変速機油の疲労試験においても、
種々の装置を用いて疲労評価試験が行なわれる。例え
ば、従来の疲労寿命評価装置として、互いに対向する一
対の円盤が複数の球を介して相対回転される玉軸受機構
を潤滑油に浸し、これらの円盤を互いに近接する方向に
押圧機構で押圧した装置を５台並べて配置したもの（従
来例１）がある。
置で評価することが行われており、この評価結果に基づ
いて潤滑油の開発が行われている。このうち、自動車の
変速機等で使用される変速機油の疲労試験においても、
種々の装置を用いて疲労評価試験が行なわれる。例え
ば、従来の疲労寿命評価装置として、互いに対向する一
対の円盤が複数の球を介して相対回転される玉軸受機構
を潤滑油に浸し、これらの円盤を互いに近接する方向に
押圧機構で押圧した装置を５台並べて配置したもの（従
来例１）がある。
【０００３】従来例１では、円盤の互いに対向する面に
は、球が転がるための円周状の溝が形成されており、円
周状の溝又は球に発生する剥離により異常振動が発生す
るまでの時間から潤滑油の軸受疲労寿命が評価される。
また、従来例１の基本原理を採用し、自動的に潤滑油の
軸受疲労評価が行える装置もある（従来例２）。さら
に、球に代えて、ころを一対の円盤の間に挟持した装置
がある（従来例３）。これらの従来例２，３において
も、円盤の互いに対向する面の溝、球又はころに剥離が
発生するまでの時間から潤滑油の軸受疲労寿命が評価さ
れる。
は、球が転がるための円周状の溝が形成されており、円
周状の溝又は球に発生する剥離により異常振動が発生す
るまでの時間から潤滑油の軸受疲労寿命が評価される。
また、従来例１の基本原理を採用し、自動的に潤滑油の
軸受疲労評価が行える装置もある（従来例２）。さら
に、球に代えて、ころを一対の円盤の間に挟持した装置
がある（従来例３）。これらの従来例２，３において
も、円盤の互いに対向する面の溝、球又はころに剥離が
発生するまでの時間から潤滑油の軸受疲労寿命が評価さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の各従来例とも円
盤の溝又は転動体（球やころ）に剥離が発生するまでの
時間から潤滑油の疲労評価が行われるため、剥離が確実
に発生するには、円盤と球やころとの間の面圧を上げな
ければならない。しかしながら、各従来例では、互いに
平行に配置された一対の円盤に球やころが挟持されてお
り、互いに対向する円盤には球やころが１カ所ずつ、合
計２カ所において凹状態で面接触された構造であるた
め、面圧を上げるには、押圧機構の構造を大型化しなけ
ればならないという問題点がある。
盤の溝又は転動体（球やころ）に剥離が発生するまでの
時間から潤滑油の疲労評価が行われるため、剥離が確実
に発生するには、円盤と球やころとの間の面圧を上げな
ければならない。しかしながら、各従来例では、互いに
平行に配置された一対の円盤に球やころが挟持されてお
り、互いに対向する円盤には球やころが１カ所ずつ、合
計２カ所において凹状態で面接触された構造であるた
め、面圧を上げるには、押圧機構の構造を大型化しなけ
ればならないという問題点がある。
【０００５】その上、球やころは一対の円盤に合計２カ
所点で面接触されるため、互いに対向する円盤の双方に
剥離が発生することになる。このうち、いずれの溝に形
成された剥離を評価のために採用するかによって、潤滑
油の軸受疲労寿命の評価結果に差が生じることになり、
評価精度の向上が十分に図れないという問題点がある。
所点で面接触されるため、互いに対向する円盤の双方に
剥離が発生することになる。このうち、いずれの溝に形
成された剥離を評価のために採用するかによって、潤滑
油の軸受疲労寿命の評価結果に差が生じることになり、
評価精度の向上が十分に図れないという問題点がある。
【０００６】本発明の目的は、押圧機構の構造を小型化
できるとともに評価精度を向上させることができる潤滑
油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法を
提供することにある。
できるとともに評価精度を向上させることができる潤滑
油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、軸
受疲労寿命評価装置で用いられる玉軸受機構をアンギュ
ラー玉軸受機構として前記目的を達成しようとするもの
である。具体的には、本発明の潤滑油の軸受疲労寿命評
価装置は、潤滑油に浸されるとともに互いに対向する一
対の部材が球体を介して相対回転可能とされた玉軸受機
構と、前記一対の部材と前記球体とを押圧する押圧機構
と、前記一対の部材を相対的に回転させる回転機構とを
備えた潤滑油の軸受疲労寿命評価装置であって、前記玉
軸受機構は、アンギュラー玉軸受機構であることを特徴
とする。
受疲労寿命評価装置で用いられる玉軸受機構をアンギュ
ラー玉軸受機構として前記目的を達成しようとするもの
である。具体的には、本発明の潤滑油の軸受疲労寿命評
価装置は、潤滑油に浸されるとともに互いに対向する一
対の部材が球体を介して相対回転可能とされた玉軸受機
構と、前記一対の部材と前記球体とを押圧する押圧機構
と、前記一対の部材を相対的に回転させる回転機構とを
備えた潤滑油の軸受疲労寿命評価装置であって、前記玉
軸受機構は、アンギュラー玉軸受機構であることを特徴
とする。
【０００８】この構成の本発明では、潤滑油にアンギュ
ラー玉軸受機構が浸される状態にしておき、この状態
で、一対の部材を押圧機構で互いに対向する近接方向に
押圧しながら回転機構で相対的に回転させる。所定時間
経過すると、前記一対の部材のうち一方に剥離が形成さ
れ、この剥離の状態と剥離が形成されるまでの時間とか
ら潤滑油の疲労寿命が評価される。本発明では、玉軸受
機構がアンギュラー玉軸受機構であるため、球体は一方
の部材の凹状部で面状に接触しているものの、他方の部
材とは凸状（点状）で接触することになる。
ラー玉軸受機構が浸される状態にしておき、この状態
で、一対の部材を押圧機構で互いに対向する近接方向に
押圧しながら回転機構で相対的に回転させる。所定時間
経過すると、前記一対の部材のうち一方に剥離が形成さ
れ、この剥離の状態と剥離が形成されるまでの時間とか
ら潤滑油の疲労寿命が評価される。本発明では、玉軸受
機構がアンギュラー玉軸受機構であるため、球体は一方
の部材の凹状部で面状に接触しているものの、他方の部
材とは凸状（点状）で接触することになる。
【０００９】従って、押圧機構からの押圧力は、当該他
方の部材の凸状部と球体との１カ所に集中するため、押
圧機構で付与される押圧力が大きくなくても、所定時間
経過後、当該他方の部材の凸状部にはっきり認識できる
剥離が発生することになる。そのため、押圧力を大きく
するための機構、例えば、大きなシリンダ等が不要とさ
れるため、押圧機構を小型化することができる。その
上、剥離が発生するのは点接触される前記他方の部材の
みであるため、潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでる
ことがなく、評価精度の向上が図れる。
方の部材の凸状部と球体との１カ所に集中するため、押
圧機構で付与される押圧力が大きくなくても、所定時間
経過後、当該他方の部材の凸状部にはっきり認識できる
剥離が発生することになる。そのため、押圧力を大きく
するための機構、例えば、大きなシリンダ等が不要とさ
れるため、押圧機構を小型化することができる。その
上、剥離が発生するのは点接触される前記他方の部材の
みであるため、潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでる
ことがなく、評価精度の向上が図れる。
【００１０】前述の構成の本発明では、前記アンギュラ
ー玉軸受機構は、前記一対の部材である外輪部材及び内
輪部材と、これらの外輪部材と内輪部材との間に設けら
れた複数の球体とを備え、前記外輪部材に前記押圧機構
から軸方向にかかる押圧力を、前記球体を介して前記内
輪部材に軸方向と径方向との双方に交差する方向に伝達
し、かつ、前記内輪部材は前記球体との転がり部が凸状
に形成されている構成が好ましい。
ー玉軸受機構は、前記一対の部材である外輪部材及び内
輪部材と、これらの外輪部材と内輪部材との間に設けら
れた複数の球体とを備え、前記外輪部材に前記押圧機構
から軸方向にかかる押圧力を、前記球体を介して前記内
輪部材に軸方向と径方向との双方に交差する方向に伝達
し、かつ、前記内輪部材は前記球体との転がり部が凸状
に形成されている構成が好ましい。
【００１１】この構成の発明では、アンギュラー玉軸受
機構を簡単な構造から構成したので、装置全体の構造を
簡素化することができる。しかも、一対の部材の一方を
外輪部材とし、その他方を内輪部材とすれば、外輪部材
を潤滑油が収納されたケーシングと押圧機構とにそれぞ
れ連結し、内輪部材を回転機構と連結することで、アン
ギュラー玉軸受機構と回転機構や押圧機構との連結作業
が容易に行えることになり、組み立てが容易な疲労寿命
評価装置を提供することができる。
機構を簡単な構造から構成したので、装置全体の構造を
簡素化することができる。しかも、一対の部材の一方を
外輪部材とし、その他方を内輪部材とすれば、外輪部材
を潤滑油が収納されたケーシングと押圧機構とにそれぞ
れ連結し、内輪部材を回転機構と連結することで、アン
ギュラー玉軸受機構と回転機構や押圧機構との連結作業
が容易に行えることになり、組み立てが容易な疲労寿命
評価装置を提供することができる。
【００１２】さらに、本発明では、接触条件と弾性流体
潤滑理論から計算される最小油膜厚さ（ｈmin）の合成
表面粗さＲに対するΛ値（Λ値＝ｈmin／Ｒ）が０より
大きく５未満である構成（０＜Λ＜５）としてもよい。
ここで、前記球体の平均表面粗さをＲa1、とし、前記内
輪部材の平均表面粗さをＲa2とすると、合成表面粗さＲ
は数２で求められる、
潤滑理論から計算される最小油膜厚さ（ｈmin）の合成
表面粗さＲに対するΛ値（Λ値＝ｈmin／Ｒ）が０より
大きく５未満である構成（０＜Λ＜５）としてもよい。
ここで、前記球体の平均表面粗さをＲa1、とし、前記内
輪部材の平均表面粗さをＲa2とすると、合成表面粗さＲ
は数２で求められる、
【数２】
【００１３】この構成の発明では、前記Λ値が実際に使
用される軸受やギヤのΛ値と略同じ範囲であるため、評
価結果を実状に合ったものにできる。
用される軸受やギヤのΛ値と略同じ範囲であるため、評
価結果を実状に合ったものにできる。
【００１４】また、本発明では、前記球体と前記一対の
部材との間の最大接触面圧Ｐmaxを５ＧPa以下とした構
成が好ましい。この構成の発明では、最大接触面圧Ｐma
xが実際に使用される軸受やギヤの最大接触面圧Ｐmaxと
略同じ範囲であるため、評価結果を実状に合ったものに
できる。
部材との間の最大接触面圧Ｐmaxを５ＧPa以下とした構
成が好ましい。この構成の発明では、最大接触面圧Ｐma
xが実際に使用される軸受やギヤの最大接触面圧Ｐmaxと
略同じ範囲であるため、評価結果を実状に合ったものに
できる。
【００１５】本発明の潤滑油の軸受疲労寿命評価方法
は、前述の構成の軸受疲労寿命評価装置を用いて潤滑油
の軸受疲労寿命を評価する方法であって、前記一対の部
材を前記押圧機構で互いに対向する近接方向に押圧しな
がら回転機構で相対的に回転させ、前記一対の部材のう
ち一方に剥離が発生するまでの時間から潤滑油の軸受疲
労寿命を評価することを特徴とする。
は、前述の構成の軸受疲労寿命評価装置を用いて潤滑油
の軸受疲労寿命を評価する方法であって、前記一対の部
材を前記押圧機構で互いに対向する近接方向に押圧しな
がら回転機構で相対的に回転させ、前記一対の部材のう
ち一方に剥離が発生するまでの時間から潤滑油の軸受疲
労寿命を評価することを特徴とする。
【００１６】この構成の本発明では、前述の潤滑油の軸
受疲労寿命装置の発明と同様に、剥離が発生するのは点
接触される前記他方の部材のみであるため、潤滑油の疲
労寿命の評価結果に差がでることがなく、評価精度の向
上が図れる軸受疲労寿命方法を提供することができる。
受疲労寿命装置の発明と同様に、剥離が発生するのは点
接触される前記他方の部材のみであるため、潤滑油の疲
労寿命の評価結果に差がでることがなく、評価精度の向
上が図れる軸受疲労寿命方法を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本実施形態にかかる軸
受疲労寿命評価装置の概略構成を示す断面図である。図
１において、軸受疲労寿命評価装置は、潤滑油が収納さ
れたケーシング１と、このケーシング１の内部に設けら
れるアンギュラー玉軸受機構２と、このアンギュラー玉
軸受機構２を回転駆動する回転機構３と、この回転機構
３に向けてケーシング１を押圧する押圧機構４と、アン
ギュラー玉軸受機構２の異常振動を検知するセンサ５と
を備えて構成されている。本実施形態で寿命が評価され
る潤滑油は、トロイダルＣＶＴ油、軸受油、ギヤ油、Ａ
ＴＦ、グリース、タービン油等に使用される潤滑油であ
る。
図面に基づいて説明する。図１は本実施形態にかかる軸
受疲労寿命評価装置の概略構成を示す断面図である。図
１において、軸受疲労寿命評価装置は、潤滑油が収納さ
れたケーシング１と、このケーシング１の内部に設けら
れるアンギュラー玉軸受機構２と、このアンギュラー玉
軸受機構２を回転駆動する回転機構３と、この回転機構
３に向けてケーシング１を押圧する押圧機構４と、アン
ギュラー玉軸受機構２の異常振動を検知するセンサ５と
を備えて構成されている。本実施形態で寿命が評価され
る潤滑油は、トロイダルＣＶＴ油、軸受油、ギヤ油、Ａ
ＴＦ、グリース、タービン油等に使用される潤滑油であ
る。
【００１８】ケーシング１は、有底円筒状の本体１１
と、この本体１１の上面に取り付けられた有底円筒状の
蓋体１２と、本体１１の回り止め機構１３とから構成さ
れており、本体１１の内周部は、アンギュラー玉軸受機
構２を係止する係止部１１Ａを備えている。アンギュラ
ー玉軸受機構２は、潤滑油に浸されており、一対の部材
である外輪部材２１及び内輪部材２２と、これらの外輪
部材２１と内輪部材２２との間に設けられた球体２３と
を備え、押圧機構４から外輪部材２１に軸方向にかかる
押圧力を、球体２３を介して内輪部材２２に軸方向と径
方向との双方に交差する方向Ｐに伝達するように構成さ
れている。
と、この本体１１の上面に取り付けられた有底円筒状の
蓋体１２と、本体１１の回り止め機構１３とから構成さ
れており、本体１１の内周部は、アンギュラー玉軸受機
構２を係止する係止部１１Ａを備えている。アンギュラ
ー玉軸受機構２は、潤滑油に浸されており、一対の部材
である外輪部材２１及び内輪部材２２と、これらの外輪
部材２１と内輪部材２２との間に設けられた球体２３と
を備え、押圧機構４から外輪部材２１に軸方向にかかる
押圧力を、球体２３を介して内輪部材２２に軸方向と径
方向との双方に交差する方向Ｐに伝達するように構成さ
れている。
【００１９】外輪部材２１は、その外周部が係止部１１
Ａと係止可能とされており、その内周部に球体２３と当
接するための凹状溝２１Ａが形成されている。内輪部材
２２は、その内周部に凸状に形成された球体２３との転
がり部２２Ａが形成されている。球体２３は、複数、例
えば、９個配置されており、これらの球体２３の間隔を
一定に保つためのリテーナ２４が外輪部材２１と内輪部
材２２との間に設けられている。
Ａと係止可能とされており、その内周部に球体２３と当
接するための凹状溝２１Ａが形成されている。内輪部材
２２は、その内周部に凸状に形成された球体２３との転
がり部２２Ａが形成されている。球体２３は、複数、例
えば、９個配置されており、これらの球体２３の間隔を
一定に保つためのリテーナ２４が外輪部材２１と内輪部
材２２との間に設けられている。
【００２０】ここで、本実施形態では、球体２３の平均
表面粗さをＲa1とし、内輪部材２２の転がり部２２Ａの
平均表面粗さをＲa2とすると、合成表面粗さＲは数３で
求められる。
表面粗さをＲa1とし、内輪部材２２の転がり部２２Ａの
平均表面粗さをＲa2とすると、合成表面粗さＲは数３で
求められる。
【００２１】
【数３】
【００２２】球体２３と内輪部材２２の転がり部２２Ａ
との間において、接触条件から弾性流体潤滑理論から計
算される最小油膜厚さをｈminとすると、合成表面粗さ
Ｒに対するΛ値は数４で求められる。本実施形態では、
Λ値は０より大きく５未満である（０＜Λ＜５）。
との間において、接触条件から弾性流体潤滑理論から計
算される最小油膜厚さをｈminとすると、合成表面粗さ
Ｒに対するΛ値は数４で求められる。本実施形態では、
Λ値は０より大きく５未満である（０＜Λ＜５）。
【００２３】
【数４】
【００２４】回転機構３は、内輪部材２２の内周部に係
合される回転軸３１と、この回転軸３１を回転駆動する
駆動機構（図示せず）とを備え、外輪部材２１に対して
内輪部材２２を回転させる構成である。なお、回転機構
３の作動によってケーシング１が回転しないようにする
ために、回り止め機構１３は、本体１１の側面に当接す
るロッド１３Ａを備えている。押圧機構４は、ケーシン
グ１を介して外輪部材２１及び内輪部材２２と球体２３
とを押圧するもので、本体１１の底面に固定される固定
プレート４１と、この固定プレート４１に連結されると
ともに回転軸３１と同軸上に配置されたロッド４２と、
このロッド４２を進退駆動する駆動機構４３とから構成
される。
合される回転軸３１と、この回転軸３１を回転駆動する
駆動機構（図示せず）とを備え、外輪部材２１に対して
内輪部材２２を回転させる構成である。なお、回転機構
３の作動によってケーシング１が回転しないようにする
ために、回り止め機構１３は、本体１１の側面に当接す
るロッド１３Ａを備えている。押圧機構４は、ケーシン
グ１を介して外輪部材２１及び内輪部材２２と球体２３
とを押圧するもので、本体１１の底面に固定される固定
プレート４１と、この固定プレート４１に連結されると
ともに回転軸３１と同軸上に配置されたロッド４２と、
このロッド４２を進退駆動する駆動機構４３とから構成
される。
【００２５】ここで、押圧機構４により外輪部材２１と
内輪部材２２とを近接させる所定の押圧力が加えられ
る。球体２３と外輪部材２１及び内輪部材２２との間の
最大接触面圧Ｐmaxは５ＧPa以下（０＜Ｐmax≦５ＧPa）
である。
内輪部材２２とを近接させる所定の押圧力が加えられ
る。球体２３と外輪部材２１及び内輪部材２２との間の
最大接触面圧Ｐmaxは５ＧPa以下（０＜Ｐmax≦５ＧPa）
である。
【００２６】センサ５は、ケーシング１の本体１１の側
面に取り付けられた取付用治具５１と、この取付用治具
５１を介してケーシング１の振動を検知する検知部５２
とから構成される。アンギュラー玉軸受機構２の転がり
部２２Ａに球体２３により剥離が形成されてケーシング
１が異常な振動をすると、この振動をセンサ５で検知す
る。なお、本実施形態では、ケーシング１の異常振動を
検出する構造であれば、センサの具体的な構造は問わな
い。例えば、超音波、光を利用して非接触状態でケーシ
ング１の異常振動を検知するものでもよい。疲労寿命評
価装置は、図１では、１台のみ示されているが、本実施
形態では、５台並列配置されている。
面に取り付けられた取付用治具５１と、この取付用治具
５１を介してケーシング１の振動を検知する検知部５２
とから構成される。アンギュラー玉軸受機構２の転がり
部２２Ａに球体２３により剥離が形成されてケーシング
１が異常な振動をすると、この振動をセンサ５で検知す
る。なお、本実施形態では、ケーシング１の異常振動を
検出する構造であれば、センサの具体的な構造は問わな
い。例えば、超音波、光を利用して非接触状態でケーシ
ング１の異常振動を検知するものでもよい。疲労寿命評
価装置は、図１では、１台のみ示されているが、本実施
形態では、５台並列配置されている。
【００２７】次に、本実施形態の軸受疲労寿命評価装置
を用いて潤滑油の軸受疲労寿命を評価する方法について
説明する。まず、ケーシング１の内部に潤滑油を収納し
ておき、アンギュラー玉軸受機構２が十分に潤滑油で浸
された状態とする。この状態において、回転機構３で内
輪部材２２と外輪部材２１とを相対的に回転させるとと
もに、押圧機構４で外輪部材２１及び内輪部材２２と球
体２３とを押圧する。この試験を５台の装置全て同時に
行う。
を用いて潤滑油の軸受疲労寿命を評価する方法について
説明する。まず、ケーシング１の内部に潤滑油を収納し
ておき、アンギュラー玉軸受機構２が十分に潤滑油で浸
された状態とする。この状態において、回転機構３で内
輪部材２２と外輪部材２１とを相対的に回転させるとと
もに、押圧機構４で外輪部材２１及び内輪部材２２と球
体２３とを押圧する。この試験を５台の装置全て同時に
行う。
【００２８】各疲労寿命評価装置において、内輪部材２
２は、回転軸３１の周方向に回転するが、この際、外輪
部材２１から球体２３を介して内輪部材２２に斜めの方
向Ｐに力が伝達され、その力が内輪部材２２の凸状に形
成された転がり部２２Ａに集中する。この状態で内輪部
材２２が回転し続けると、内輪部材２２の転がり部２２
Ａに剥離が発生（形成）することになり、この剥離によ
り、外輪部材２１が異常な回転をする。すると、ケーシ
ング１が異常に振動し、この振動がセンサ５で検知され
る。センサ５で異常振動を検知したなら、回転機構３の
回転駆動を停止し、転がり部２２Ａに形成された剥離の
状態を検査する。
２は、回転軸３１の周方向に回転するが、この際、外輪
部材２１から球体２３を介して内輪部材２２に斜めの方
向Ｐに力が伝達され、その力が内輪部材２２の凸状に形
成された転がり部２２Ａに集中する。この状態で内輪部
材２２が回転し続けると、内輪部材２２の転がり部２２
Ａに剥離が発生（形成）することになり、この剥離によ
り、外輪部材２１が異常な回転をする。すると、ケーシ
ング１が異常に振動し、この振動がセンサ５で検知され
る。センサ５で異常振動を検知したなら、回転機構３の
回転駆動を停止し、転がり部２２Ａに形成された剥離の
状態を検査する。
【００２９】この検査を５台の疲労寿命評価装置におい
て行い、これらの装置毎に、剥離の状態を従来と同様の
方法により累積破損確率として求め、さらに、回転機構
３を駆動開始から停止までの時間を求め、これらの関係
をグラフ化する。このグラフから潤滑油の疲労評価を従
来と同様に求める。
て行い、これらの装置毎に、剥離の状態を従来と同様の
方法により累積破損確率として求め、さらに、回転機構
３を駆動開始から停止までの時間を求め、これらの関係
をグラフ化する。このグラフから潤滑油の疲労評価を従
来と同様に求める。
【００３０】従って、本実施形態によれば、次の作用効
果がある。潤滑油に浸されるとともに互いに対向する外
輪部材２１と内輪部材２２とが球体２３を介して相対回
転可能とされた玉軸受機構と、これらの外輪部材２１と
内輪部材２２とを互いに近接する方向に押圧する押圧機
構４と、外輪部材２１に対して内輪部材２２を回転させ
る回転機構３とを備えて潤滑油の疲労寿命評価装置を構
成したから、内輪部材２１に発生する剥離の状態と剥離
が形成されるまでの時間とを基に、潤滑油の疲労評価を
行うことができる。
果がある。潤滑油に浸されるとともに互いに対向する外
輪部材２１と内輪部材２２とが球体２３を介して相対回
転可能とされた玉軸受機構と、これらの外輪部材２１と
内輪部材２２とを互いに近接する方向に押圧する押圧機
構４と、外輪部材２１に対して内輪部材２２を回転させ
る回転機構３とを備えて潤滑油の疲労寿命評価装置を構
成したから、内輪部材２１に発生する剥離の状態と剥離
が形成されるまでの時間とを基に、潤滑油の疲労評価を
行うことができる。
【００３１】しかも、玉軸受機構は、アンギュラー玉軸
受機構２であるため、球体２３は、その凸状の球面が内
輪部材２２の転がり部２２Ａと凸状（点状）で接触する
ことになる。そのため、押圧機構４からの押圧力は転が
り部２２Ａと球体２３との１カ所に集中するため、押圧
機構４で付与される押圧力が大きくなくても、所定時間
経過後、内輪部材２２の凸状の転がり部２２Ａにはっき
り認識できる剥離が形成されることになり、押圧機構４
を小型化することができる。
受機構２であるため、球体２３は、その凸状の球面が内
輪部材２２の転がり部２２Ａと凸状（点状）で接触する
ことになる。そのため、押圧機構４からの押圧力は転が
り部２２Ａと球体２３との１カ所に集中するため、押圧
機構４で付与される押圧力が大きくなくても、所定時間
経過後、内輪部材２２の凸状の転がり部２２Ａにはっき
り認識できる剥離が形成されることになり、押圧機構４
を小型化することができる。
【００３２】つまり、ＮＳＫ社の軸受の規格一覧表によ
れば、内径１０mm外径２６mmのスラスト玉軸受の動定格
荷重が17100Ｎであるの対して、同寸法のアンギュラー
玉軸受では、2600Ｎと小さい。このことからも、従来使
用している押圧機構に比べて押圧力が小さくて済み、そ
の結果、押圧機構を小型化することが可能となる。その
上、剥離が形成されるのは点接触される内輪部材２２の
みであるため、潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでる
ことがなく、評価精度の向上が図れる。
れば、内径１０mm外径２６mmのスラスト玉軸受の動定格
荷重が17100Ｎであるの対して、同寸法のアンギュラー
玉軸受では、2600Ｎと小さい。このことからも、従来使
用している押圧機構に比べて押圧力が小さくて済み、そ
の結果、押圧機構を小型化することが可能となる。その
上、剥離が形成されるのは点接触される内輪部材２２の
みであるため、潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでる
ことがなく、評価精度の向上が図れる。
【００３３】外輪部材２１に押圧機構４から軸方向にか
かる押圧力を、球体２３を介して内輪部材２２に軸方向
と径方向との双方に交差する方向Ｐに伝達し、かつ、内
輪部材２２は球体２３との転がり部２２Ａを凸状に形成
したから、アンギュラー玉軸受機構２の構造を簡易なも
のにできる。そのため、装置全体の構造を簡略化するこ
とができる。しかも、外輪部材２１を潤滑油が収納され
たケーシング１と押圧機構４とにそれぞれ連結し、内輪
部材２２を回転機構３と連結する構成としたから、装置
の組み立て作業を簡単に行うことができる。
かる押圧力を、球体２３を介して内輪部材２２に軸方向
と径方向との双方に交差する方向Ｐに伝達し、かつ、内
輪部材２２は球体２３との転がり部２２Ａを凸状に形成
したから、アンギュラー玉軸受機構２の構造を簡易なも
のにできる。そのため、装置全体の構造を簡略化するこ
とができる。しかも、外輪部材２１を潤滑油が収納され
たケーシング１と押圧機構４とにそれぞれ連結し、内輪
部材２２を回転機構３と連結する構成としたから、装置
の組み立て作業を簡単に行うことができる。
【００３４】ケーシング１の本体１１にアンギュラー玉
軸受機構２を係止する係止部１１Ａが形成されているの
で、アンギュラー玉軸受機構２の位置決め固定が容易に
行えることになり、測定作業が容易となる。接触条件か
ら弾性流体潤滑理論から計算される最小油膜厚さ（ｈmi
n）の合成表面粗さＲに対するΛ値（Λ値＝ｈmin／Ｒ）
が０より大きく５未満である構成（０＜Λ＜５）とした
から、このΛ値が実際に使用される軸受やギヤのΛ値と
略同じ範囲であるため、評価結果を実状に合ったものに
できる。
軸受機構２を係止する係止部１１Ａが形成されているの
で、アンギュラー玉軸受機構２の位置決め固定が容易に
行えることになり、測定作業が容易となる。接触条件か
ら弾性流体潤滑理論から計算される最小油膜厚さ（ｈmi
n）の合成表面粗さＲに対するΛ値（Λ値＝ｈmin／Ｒ）
が０より大きく５未満である構成（０＜Λ＜５）とした
から、このΛ値が実際に使用される軸受やギヤのΛ値と
略同じ範囲であるため、評価結果を実状に合ったものに
できる。
【００３５】外輪部材２１及び内輪部材２２と球体２３
との間の最大接触面圧Ｐmaxを５ＧPa以下としたから、
最大接触面圧Ｐmaxが実際に使用される軸受やギヤの最
大接触面圧Ｐmaxと略同じ範囲であるため、評価結果を
実状に合ったものにできる。
との間の最大接触面圧Ｐmaxを５ＧPa以下としたから、
最大接触面圧Ｐmaxが実際に使用される軸受やギヤの最
大接触面圧Ｐmaxと略同じ範囲であるため、評価結果を
実状に合ったものにできる。
【００３６】次に、本実施形態の効果を確認するための
実験例を、図２に基づいて説明する。本実験例で使用さ
れるアンギュラー玉軸受機構２は、ＮＳＫ社の7000Aの
アンギュラー玉軸受である。外輪部材２１及び内輪部材
２２と球体２３との間の最大接触面圧Ｐmaxを3.78ＧPa
とし、外輪部材２１及び内輪部材２２の相対回転数を18
00rpmとした。潤滑油として自動車用変速機油を用い、
その温度を100℃とした。この条件下の装置を５台用意
して、前述の方法で実験を行った。
実験例を、図２に基づいて説明する。本実験例で使用さ
れるアンギュラー玉軸受機構２は、ＮＳＫ社の7000Aの
アンギュラー玉軸受である。外輪部材２１及び内輪部材
２２と球体２３との間の最大接触面圧Ｐmaxを3.78ＧPa
とし、外輪部材２１及び内輪部材２２の相対回転数を18
00rpmとした。潤滑油として自動車用変速機油を用い、
その温度を100℃とした。この条件下の装置を５台用意
して、前述の方法で実験を行った。
【００３７】この実験を第１及び第２の自動車用変速機
油の２種類についてそれぞれ行い、その結果を図２のグ
ラフで示す。グラフでは、第１の自動車用変速機油の実
験結果をＱ１〜Ｑ５で示し、第２の自動車用変速機油の
実験結果をＲ１〜Ｒ５で示す。この実験から、自動車用
変速機油の種類によって、グラフ上の立ち上がり状態が
異なることがわかる。グラフ上、直線の立ち上がり状態
が大きければ、各装置でのばらつきがないこととなる。
また、時間が長ければ、疲労するまでの時間が長いとい
うことなので、優れた自動車用変速機油であることがわ
かる。
油の２種類についてそれぞれ行い、その結果を図２のグ
ラフで示す。グラフでは、第１の自動車用変速機油の実
験結果をＱ１〜Ｑ５で示し、第２の自動車用変速機油の
実験結果をＲ１〜Ｒ５で示す。この実験から、自動車用
変速機油の種類によって、グラフ上の立ち上がり状態が
異なることがわかる。グラフ上、直線の立ち上がり状態
が大きければ、各装置でのばらつきがないこととなる。
また、時間が長ければ、疲労するまでの時間が長いとい
うことなので、優れた自動車用変速機油であることがわ
かる。
【００３８】なお、本発明では、前記実施形態の構成に
限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範
囲であれば次に示す変形例を含むものである。例えば、
前記実施形態では、外輪部材２１を潤滑油が収納された
ケーシング１と押圧機構４とにそれぞれ連結し、内輪部
材２２を回転機構３と連結する構成としたが、本発明で
は、ケーシング１自体を外輪部材とし、回転軸３１を内
輪部材としてもよい。
限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範
囲であれば次に示す変形例を含むものである。例えば、
前記実施形態では、外輪部材２１を潤滑油が収納された
ケーシング１と押圧機構４とにそれぞれ連結し、内輪部
材２２を回転機構３と連結する構成としたが、本発明で
は、ケーシング１自体を外輪部材とし、回転軸３１を内
輪部材としてもよい。
【００３９】さらに、外輪部材２１を回転させ、内輪部
材２１を固定、あるいは、外輪部材２１との間で相対回
転するように回転させる構造でもよい。また、Λ値並び
に最大接触面圧Ｐmaxは前記実施形態のものに限定され
るものではなく、適宜設定することができる。
材２１を固定、あるいは、外輪部材２１との間で相対回
転するように回転させる構造でもよい。また、Λ値並び
に最大接触面圧Ｐmaxは前記実施形態のものに限定され
るものではなく、適宜設定することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、潤滑油の軸受疲労寿命
評価装置に用いられるとともに押圧機構で押圧される玉
軸受機構をアンギュラー玉軸受機構としたから、押圧機
構からの押圧力は、当該他方の部材の凸状部と球体との
１カ所に集中する。そのため、押圧力を大きくするため
の機構、例えば、大きなシリンダ等が不要とされ、押圧
機構を小型化することができる。その上、剥離が形成さ
れるのは点接触される前記他方の部材のみであるため、
潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでることがなく、評
価精度の向上が図れる。
評価装置に用いられるとともに押圧機構で押圧される玉
軸受機構をアンギュラー玉軸受機構としたから、押圧機
構からの押圧力は、当該他方の部材の凸状部と球体との
１カ所に集中する。そのため、押圧力を大きくするため
の機構、例えば、大きなシリンダ等が不要とされ、押圧
機構を小型化することができる。その上、剥離が形成さ
れるのは点接触される前記他方の部材のみであるため、
潤滑油の疲労寿命の評価結果に差がでることがなく、評
価精度の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施形態にかかる潤滑油の軸受疲労
寿命評価装置の概略構成を示す断面図である。
寿命評価装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】前記実施形態の効果の確認を行った実験例の結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
１ ケーシング ２ アンギュラー玉軸受機構 ３ 回転機構 ４ 押圧機構 ２１ 外輪部材 ２２ 内輪部材 ２２Ａ 転がり部 ２３ 球体
Claims (5)
- 【請求項１】 潤滑油に浸されるとともに互いに対向す
る一対の部材が球体を介して相対回転可能とされた玉軸
受機構と、前記一対の部材と前記球体とを押圧する押圧
機構と、前記一対の部材を相対的に回転させる回転機構
とを備えた潤滑油の軸受疲労寿命評価装置であって、前
記玉軸受機構は、アンギュラー玉軸受機構であることを
特徴とする潤滑油の軸受疲労寿命評価装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の潤滑油の軸受疲労寿命
評価装置において、前記アンギュラー玉軸受機構は、前
記一対の部材である外輪部材及び内輪部材と、これらの
外輪部材と内輪部材との間に設けられた複数の球体とを
備え、前記外輪部材に前記押圧機構から軸方向にかかる
押圧力を前記球体を介して前記内輪部材に軸方向と径方
向との双方に交差する方向に伝達し、かつ、前記内輪部
材は前記球体との転がり部が凸状に形成されていること
を特徴とする潤滑油の軸受疲労寿命評価装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の潤滑油の軸受疲労寿命
評価装置において、接触条件と弾性流体潤滑理論から計
算される最小油膜厚さ（ｈmin）の合成表面粗さＲに対
するΛ値（Λ値＝ｈmin／Ｒ）が０より大きく５未満で
あり（０＜Λ＜５）、 ここで、前記球体の平均表面粗さをＲa1、とし、前記内
輪部材の平均表面粗さをＲa2とすると、合成表面粗さＲ
は数１で求められる、 【数１】 ことを特徴とする潤滑油の軸受疲労寿命評価装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の潤滑
油の軸受疲労寿命評価装置において、前記球体と前記一
対の部材との間の最大接触面圧Ｐmaxを５ＧPa以下とし
たことを特徴とする潤滑油の軸受疲労寿命評価装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載された
潤滑油の軸受疲労寿命評価装置を用いて潤滑油の軸受疲
労寿命を評価する方法であって、前記一対の部材を前記
押圧機構で互いに対向する近接方向に押圧しながら回転
機構で相対的に回転させ、前記一対の部材のうち一方に
剥離が発生するまでの時間から潤滑油の軸受疲労寿命を
評価することを特徴とする潤滑油の軸受疲労寿命評価方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013414A JP2002214224A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 潤滑油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013414A JP2002214224A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 潤滑油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002214224A true JP2002214224A (ja) | 2002-07-31 |
| JP2002214224A5 JP2002214224A5 (ja) | 2008-01-31 |
Family
ID=18880269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001013414A Pending JP2002214224A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 潤滑油の軸受疲労寿命評価装置及び軸受疲労寿命評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002214224A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018004334A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ベアリング試験用治具 |
| JP2018040769A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Ntn株式会社 | 軸受部品の寿命診断方法、軸受部品の寿命診断装置、および軸受部品の寿命診断プログラム |
| JP2018040771A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Ntn株式会社 | 軸受部品の寿命診断方法、軸受部品の寿命診断装置、および軸受部品の寿命診断プログラム |
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| JP2019020329A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社ジェイテクト | 転がり軸受中グリースの状態評価方法及び状態評価装置 |
| JP2020056601A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 日新電機株式会社 | グリス劣化診断方法、及びグリス劣化診断装置 |
| EP4043855A4 (en) * | 2019-10-03 | 2023-09-20 | NTN Corporation | METHOD FOR EVALUATING AND TESTING SEPARATION DUE TO HYDROGEN EMBRIGILIZATION OF A ROLLING BEARING |
Citations (3)
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| JPH06297254A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 摺動部材及びその製造方法 |
| JPH1151836A (ja) * | 1997-06-05 | 1999-02-26 | Ntn Corp | 試験片固定型転がり接触疲労試験機 |
| JPH11280419A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | シムとカムの組合せ体 |
-
2001
- 2001-01-22 JP JP2001013414A patent/JP2002214224A/ja active Pending
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| JP2019020329A (ja) * | 2017-07-20 | 2019-02-07 | 株式会社ジェイテクト | 転がり軸受中グリースの状態評価方法及び状態評価装置 |
| JP2020056601A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 日新電機株式会社 | グリス劣化診断方法、及びグリス劣化診断装置 |
| EP4043855A4 (en) * | 2019-10-03 | 2023-09-20 | NTN Corporation | METHOD FOR EVALUATING AND TESTING SEPARATION DUE TO HYDROGEN EMBRIGILIZATION OF A ROLLING BEARING |
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|
| A521 | Written amendment |
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|
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|
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|
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