JP2009008593A - Torque measuring device of tapered roller bearing - Google Patents

Torque measuring device of tapered roller bearing Download PDF

Info

Publication number
JP2009008593A
JP2009008593A JP2007171929A JP2007171929A JP2009008593A JP 2009008593 A JP2009008593 A JP 2009008593A JP 2007171929 A JP2007171929 A JP 2007171929A JP 2007171929 A JP2007171929 A JP 2007171929A JP 2009008593 A JP2009008593 A JP 2009008593A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tapered roller
torque
shaft
bearing
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007171929A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takatsugu Furubayashi
卓嗣 古林
Masatsugu Mori
正継 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2007171929A priority Critical patent/JP2009008593A/en
Publication of JP2009008593A publication Critical patent/JP2009008593A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive torque measuring device of a simple constitution, which measures a torque between a collar of a bearing ring and a large end surface of a tapered roller. <P>SOLUTION: This torque measuring device comprises a shaft 1 integrally engaging with an inner ring 31 of the tapered roller bearing 30 as a torque measuring object, and a housing 2 integrally engaging with an outer ring 32 of the tapered roller bearing 30. A cylindrical body 13 having a collar corresponding part 12 coming into contact with the end surface on the large end side of a tapered roller 33 of the bearing 30 is disposed separately from the inner ring 31. The cylindrical body 13 is supported by the shaft 1 via a rolling ball bearing 14, the rotation with respect to the shaft 1 is restrained by a restraining means 16A, and a drive force measuring means 20A for measuring a drive force acting on the cylindrical body 13 is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、円すいころ軸受のころ端面とこのころ端面に接する軌道輪のつば間で発生するトルクを測定する円すいころ軸受のトルク測定装置に関する。   The present invention relates to a torque measuring device for a tapered roller bearing that measures torque generated between a roller end surface of a tapered roller bearing and a collar of a raceway ring that is in contact with the roller end surface.

非特許文献1のFig.6に、内輪回転・外輪静止型の円すいころ軸受に作用する全体トルク、および内輪つばと円すいころの大端面間のトルクをそれぞれ分離して測定できる装置の概略図が示されている。また、同文献の第3章に、この装置の説明が記載されている。
Fig.6を一部描き変えたものが図11である。被トルク測定物である円すいころ軸受100は、内輪101と、外輪102と、これら内外輪101,102の軌道面間に介在する円すいころ103とを有する。
FIG. 6 is a schematic diagram of an apparatus capable of separately measuring the total torque acting on the inner ring rotating / outer ring stationary type tapered roller bearing and the torque between the inner ring collar and the large end face of the tapered roller. In addition, a description of this apparatus is described in Chapter 3 of the same document.
FIG. FIG. 11 shows a part of FIG. A tapered roller bearing 100 that is a torque measurement object includes an inner ring 101, an outer ring 102, and tapered rollers 103 that are interposed between the raceway surfaces of the inner and outer rings 101, 102.

外輪102の外周にはハウジング104が一体に嵌合し、そのハウジング104が静圧気体ジャーナル軸受105と静圧気体スラスト軸受106とにより、十分小さい摩擦力で非接触支持されている。したがって、円すいころ軸受100は、径方向および軸方向に浮いた状態となっている。外輪102の周方向の回転運動は力測定ゲージ107で拘束されており、この力測定ゲージ107により、外輪軌道面から外輪102側へ伝達される軸受全体に作用する回転方向のトルクが測定できる。   A housing 104 is integrally fitted on the outer periphery of the outer ring 102, and the housing 104 is supported in a non-contact manner by a static pressure gas journal bearing 105 and a static pressure gas thrust bearing 106 with a sufficiently small frictional force. Therefore, the tapered roller bearing 100 is in a state of floating in the radial direction and the axial direction. The rotational movement of the outer ring 102 in the circumferential direction is constrained by a force measurement gauge 107, and this force measurement gauge 107 can measure the rotational torque acting on the entire bearing transmitted from the outer ring raceway surface to the outer ring 102 side.

一方、内輪101の内周には回転軸108が固定状態で嵌合し、この回転軸108が静圧気体ジャーナル軸受105と静圧気体スラスト軸受106とにより、十分小さい摩擦力で非接触支持されている。本来の円すいころ軸受には、円すいころ103の大端側の端面に接する大つばが内輪101に設けられているが、この装置に組み込まれた試験用の円すいころ軸受100では上記大つばが除去されており、その代わりに、内輪101と別体の大つば相当部材109が設けられている。この大つば相当部材109は3本の支持アーム110により内輪101に連結されており、支持アーム110の歪みを歪みゲージ111で測定することで、内輪101の大つばに作用するトルクを測定することができる。   On the other hand, a rotating shaft 108 is fitted in the inner periphery of the inner ring 101 in a fixed state, and the rotating shaft 108 is supported in a non-contact manner by a static pressure gas journal bearing 105 and a static pressure gas thrust bearing 106 with a sufficiently small frictional force. ing. In the original tapered roller bearing, the inner ring 101 is provided with a large collar that is in contact with the end surface on the large end side of the tapered roller 103. However, in the tapered roller bearing 100 for testing incorporated in this apparatus, the large collar is removed. Instead of this, a member 109 corresponding to the large collar separate from the inner ring 101 is provided. This large brim equivalent member 109 is connected to the inner ring 101 by three support arms 110, and the torque acting on the large brim of the inner ring 101 is measured by measuring the distortion of the support arm 110 with the strain gauge 111. Can do.

この構成によると、力測定ゲージ107と歪みゲージ111の出力から、軸受全体のトルクと大つばのトルクをそれぞれ知ることができる。また、軸受全体のトルクから大つばのトルクを差し引いたものが内外輪軌道面でのトルクとなる。
アール・エス・ジョー(R.S.Zhou),エム・アール・ホーイプリッチ(M.R.Hoeprich)共著,「トルク オブ タッパードローラーベアリング(Torque of Tapered Roller Bearings)」,トランザクション オブ ASME(Transactions of the ASME),ジャーナル オブ トライボロジー(Journal of Tribology),113巻,1991年7月,p.590−597
According to this configuration, it is possible to know the torque of the entire bearing and the torque of the large brim from the outputs of the force measuring gauge 107 and the strain gauge 111, respectively. Further, the torque on the inner and outer ring raceways is obtained by subtracting the large collar torque from the torque of the entire bearing.
Co-authored by RSZhou and MR Hoeprich, “Torque of Tapered Roller Bearings”, Transactions of the ASME, Journal of Tribology (Journal) of Tribology), 113, July 1991, p. 590-597

円すいころ軸受が他の形式の転がり軸受と異なる特徴は、軌道輪のつばでトルクが発生する点であり、円すいころ軸受を改良や新規で設計する上で、上記つばで発生するトルクを知ることが特に重要である。そこで、このトルクを測定する装置が必要となってきている。この種の装置としては、理想的には、つばのトルクの他に軸受全体のトルクも測定できるのが望ましいが、現実的には、つばのトルクが測定できれば十分な利用価値があることから、つばのトルクだけしか測定できない装置であっても、簡易で安価な装置であることが求められる場合がある。   A feature of tapered roller bearings that differ from other types of rolling bearings is that torque is generated by the collar of the bearing ring. Knowing the torque generated by the above-mentioned flange when designing or newly designing tapered roller bearings Is particularly important. Therefore, an apparatus for measuring this torque has become necessary. Ideally, for this type of device, it is desirable to be able to measure the torque of the entire bearing in addition to the collar torque, but in reality, if the torque of the collar can be measured, there is sufficient utility value. Even a device that can measure only the brim torque may be required to be a simple and inexpensive device.

非特許文献1に記載のトルク測定装置は、外輪102側を静止系に固定して、内輪101の大つばと円すいころ103の大端面間のトルクのみを測定する場合であっても、静圧気体ジャーナル軸受105と静圧気体スラスト軸受106とが必要となる。静圧気体軸受105,106はその摩擦トルクが極めて小さいという利点があるが、高価であり、外部からの給気装置を必要とする問題がある。   The torque measuring device described in Non-Patent Document 1 is a case where the outer ring 102 side is fixed to a stationary system and only the torque between the large brim of the inner ring 101 and the large end surface of the tapered roller 103 is measured. The gas journal bearing 105 and the static pressure gas thrust bearing 106 are required. The static pressure gas bearings 105 and 106 have an advantage that their friction torque is extremely small, but they are expensive and have a problem of requiring an external air supply device.

この発明は、上記背景下でなされたものであり、その目的は、軌道輪のつばと円すいころの大端面間のトルクを測定することができ、簡易な構成で安価な円すいころ軸受のトルク測定装置を提供することである。   The present invention has been made under the above background, and its purpose is to measure the torque between the collar of the bearing ring and the large end surface of the tapered roller, and to measure the torque of a tapered roller bearing with a simple configuration and at low cost. Is to provide a device.

この発明における第1の発明にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置は、被トルク測定物である円すいころ軸受の内輪に一体に嵌合する軸と、前記円すいころ軸受の外輪に一体に嵌合するハウジングとを備え、前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記内輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記軸に支持させるとともに、拘束手段により前記軸に対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けたことを特徴とする。ここで、一体に嵌合するとは、嵌合することで互いに一体に固定状態になるという意味である。   A torque measuring device for a tapered roller bearing according to a first aspect of the present invention includes a shaft that is integrally fitted to an inner ring of a tapered roller bearing that is a torque measurement object, and a fitting that is integrally fitted to an outer ring of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a flange-corresponding portion in contact with the end face on the large end side of the tapered roller of the tapered roller bearing is provided separately from the inner ring, and the cylindrical body is provided via the rolling ball bearing. A driving force measuring means is provided that measures the driving force acting on the cylindrical body by supporting the shaft and restraining the rotation of the shaft by the restraining means. Here, integrally fitting means that they are fixed to each other by fitting.

この構成の円すいころ軸受のトルク測定装置では、被トルク測定物である円すいころ軸受として、本来内輪に一体に設けられていて円すいころの大端側の端面に接するつばを除去したものが用いられる。そして、この内輪つばに相当するつば相当部分が、内輪と別体の筒状体に設けてある。軸またはハウジングが回転することにより、つば相当部分と円すいころの大端側の端面間にトルクが発生する。筒状体は拘束手段により軸に対する回転が拘束されているため、つば相当部分は常に軸受中心軸の周りに内輪と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分と円すいころの大端側の端面間に発生するトルクは、内輪につばが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における内輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクと同等である。前記トルクは、つば相当部分から筒状体に伝わり、筒状体に駆動力が作用する。この駆動力を駆動力測定手段で測定する。この駆動力測定手段の測定結果から、前記トルクを演算または推定することができる。   In the tapered roller bearing torque measuring device having this configuration, as the tapered roller bearing which is a to-be-measured object, a tapered roller bearing which is originally provided integrally with the inner ring and which removes the collar contacting the end surface on the large end side of the tapered roller is used. . And the collar equivalent part corresponding to this inner ring collar is provided in the cylindrical body separate from the inner ring. When the shaft or the housing rotates, torque is generated between the corresponding portion of the collar and the end surface on the large end side of the tapered roller. Since the cylindrical body is restrained from rotating with respect to the shaft by the restraining means, the portion corresponding to the collar is always maintained in the same phase relative to the inner ring around the bearing central shaft. Therefore, the torque generated between the corresponding part of the collar and the end face on the large end side of the tapered roller is generated between the inner ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller in the original tapered roller bearing in which the flange is integrally provided on the inner ring. Equivalent to the torque The torque is transmitted from the collar portion to the cylindrical body, and a driving force acts on the cylindrical body. This driving force is measured by driving force measuring means. The torque can be calculated or estimated from the measurement result of the driving force measuring means.

この構成によると、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受を用いた装置とすることができる。転がり軸受で発生するトルクは、静圧気体軸受で発生するトルクと比べれば大きいが、つば相当部分と円すいころの大端側の端面間に発生するトルクと比べれば十分小さい。通常は1/10以下であり、測定精度上で問題となるレベルではない。また、転がり軸受はグリース潤滑されているので、潤滑のための付帯設備を必要としない。これらのことから、このトルク測定装置は、簡易な構成で安価に製作できる。   According to this structure, it can be set as the apparatus using a comparatively cheap rolling bearing, without using an expensive static pressure gas bearing. The torque generated in the rolling bearing is large compared to the torque generated in the static pressure gas bearing, but is sufficiently small compared to the torque generated between the corresponding portion of the collar and the end face on the large end side of the tapered roller. Usually, it is 1/10 or less, and it is not a level causing a problem in measurement accuracy. In addition, since the rolling bearing is grease-lubricated, no auxiliary equipment for lubrication is required. For these reasons, the torque measuring device can be manufactured with a simple configuration at low cost.

上記第1の発明において、前記ハウジングは静止系に固定され、かつ前記軸は駆動回転させられるものとすることができる。
この場合は、内輪が回転することによって生じる内輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。
In the first invention, the housing may be fixed to a stationary system, and the shaft may be driven to rotate.
In this case, it is possible to measure the torque generated between the inner ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller, which is generated by the rotation of the inner ring.

また、上記第1の発明において、前記ハウジングは静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記軸は駆動回転させられ、前記ハウジングに作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けたものとしてもよい
この場合も、内輪が回転することによって生じる内輪つばと円すいころの大端側の端面間で発生するトルクを測定できる。加えて、回転力測定手段の測定結果より、円すいころ軸受全体に発生するトルクを測定できる。円すいころ軸受全体のトルクは、保持器に起因するトルクが十分小さければ、内外輪の軌道面のトルクと、内輪つばのトルクとの総和である。したがって、円すいころ軸受全体のトルクおよび内輪つばのトルクを測定することで、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
In the first invention, the housing is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the shaft is driven to rotate to measure the rotational force acting on the housing. A measuring means may be provided. In this case as well, it is possible to measure the torque generated between the inner ring collar and the end surface on the large end side of the tapered roller, which are generated when the inner ring rotates. In addition, the torque generated in the entire tapered roller bearing can be measured from the measurement result of the rotational force measuring means. The torque of the entire tapered roller bearing is the sum of the torque of the raceway surface of the inner and outer rings and the torque of the inner ring collar if the torque caused by the cage is sufficiently small. Therefore, by measuring the torque of the entire tapered roller bearing and the torque of the inner ring collar, the torque of the raceway surfaces of the inner and outer rings can also be known.

さらに、上記第1の発明において、前記軸は静止系に固定され、かつ前記ハウジングは回転駆動させられるものとしてもよい。
この場合は、外輪が回転することによって生じる内輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。
Further, in the first invention, the shaft may be fixed to a stationary system, and the housing may be driven to rotate.
In this case, it is possible to measure the torque generated between the inner ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller generated by the rotation of the outer ring.

さらに、上記第1の発明において、前記軸は静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記ハウジングは駆動回転させられ、前記軸に作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けたものとしてもよい。
この場合も、外輪が回転することによって生じる内輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。加えて、回転力測定手段の測定結果より、円すいころ軸受全体に発生するトルクを測定できる。前記同様の理由から、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
Furthermore, in the first invention, the shaft is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the housing is driven to rotate to measure the rotational force acting on the shaft. A measuring means may be provided.
Also in this case, it is possible to measure the torque generated between the inner ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller generated by the rotation of the outer ring. In addition, the torque generated in the entire tapered roller bearing can be measured from the measurement result of the rotational force measuring means. For the same reason as described above, the torque on the raceway surface of the inner and outer rings can also be known.

前記拘束手段は、前記軸と筒状体とを連結する弾性を有する連結板であり、前記駆動力測定手段は、前記連結板の歪みを測定する歪みゲージとするとよい。
拘束手段が軸と筒状体とを連結する弾性を有する連結板であると、筒状体に駆動力が作用したときに連結板に歪みが現れる。この連結板に現れた歪みを駆動力測定手段である歪みゲージで測定することにより、前記トルクを精度良く検出することができる。
The restraining means may be an elastic connecting plate that connects the shaft and the cylindrical body, and the driving force measuring means may be a strain gauge that measures strain of the connecting plate.
When the restraining means is an elastic connecting plate that connects the shaft and the cylindrical body, distortion appears in the connecting plate when a driving force is applied to the cylindrical body. The torque can be detected with high accuracy by measuring the distortion appearing on the connecting plate with a strain gauge which is a driving force measuring means.

この発明における第2の発明にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置は、被トルク測定物である円すいころ軸受の内輪に一体に嵌合する軸と、前記円すいころ軸受の外輪に一体に嵌合するハウジングとを備え、前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記外輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記ハウジングに支持させるとともに、拘束手段により前記ハウジングに対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けたことを特徴とする。   A torque measuring device for a tapered roller bearing according to a second aspect of the present invention is integrally fitted with a shaft that is integrally fitted to an inner ring of a tapered roller bearing that is a torque measurement object, and an outer ring of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a flange-corresponding portion in contact with the end face on the large end side of the tapered roller of the tapered roller bearing is provided separately from the outer ring, and the cylindrical body is provided via the rolling ball bearing. A driving force measuring means is provided which measures the driving force acting on the cylindrical body by supporting the housing and restraining the rotation of the housing by the restraining means.

この構成の円すいころ軸受のトルク測定装置では、被トルク測定物である円すいころ軸受として、本来外輪に一体に設けられていて円すいころの大端側の端面に接するつばを除去したものが用いられる。そして、この外輪つばに相当するつば相当部分が、外輪と別体の筒状体に設けてある。軸またはハウジングが回転することにより、つば相当部分と円すいころの大端側の端面間にトルクが発生する。筒状体は拘束手段により軸に対する回転が拘束されているため、つば相当部分は常に軸受中心軸の周りに外輪と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分と円すいころの大端側の端面間に発生するトルクは、外輪につばが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における外輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクと同等である。前記トルクは、つば相当部分から筒状体に伝わり、筒状体に駆動力が作用する。この駆動力を駆動力測定手段で測定する。この駆動力測定手段の測定結果から、前記トルクを演算または推定することができる。   In the tapered roller bearing torque measuring device having this configuration, as the tapered roller bearing that is a torque measurement object, a tapered roller bearing that is originally provided integrally with the outer ring and that removes the flange that contacts the end surface on the large end side of the tapered roller is used. . And the collar equivalent part corresponding to this outer ring collar is provided in the cylindrical body separate from the outer ring. When the shaft or the housing rotates, torque is generated between the corresponding portion of the collar and the end surface on the large end side of the tapered roller. Since the cylindrical body is restrained from rotating with respect to the shaft by the restraining means, the portion corresponding to the collar is always maintained in the same phase relative to the outer ring around the bearing center shaft. Therefore, the torque generated between the corresponding part of the collar and the end face on the large end side of the tapered roller is generated between the outer ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller in the original tapered roller bearing in which the flange is integrally provided on the outer ring. Equivalent to the torque The torque is transmitted from the collar portion to the cylindrical body, and a driving force acts on the cylindrical body. This driving force is measured by driving force measuring means. The torque can be calculated or estimated from the measurement result of the driving force measuring means.

この第2の発明の構成も、前記第1の発明の構成と同様に、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受を用いた装置とすることができ、また潤滑のための付帯設備を必要としないため、簡易な構成で安価に製作できる。   Similarly to the configuration of the first invention, the configuration of the second invention can be a device using a relatively inexpensive rolling bearing without using an expensive static pressure gas bearing, and can be lubricated. Therefore, it can be manufactured at low cost with a simple configuration.

上記第2の発明において、前記ハウジングは静止系に固定され、かつ前記軸は駆動回転させられるものとすることができる。
この場合は、内輪が回転することによって生じる外輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。
In the second invention, the housing may be fixed to a stationary system, and the shaft may be driven to rotate.
In this case, it is possible to measure the torque generated between the outer ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller generated by the rotation of the inner ring.

また、上記第2の発明において、前記ハウジングは静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記軸は駆動回転させられ、前記ハウジングに作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けたものとしてもよい。
この場合も、内輪が回転することによって生じる外輪つばと円すいころの大端側の端面間で発生するトルクを測定できる。加えて、回転力測定手段の測定値より、円すいころ軸受全体に発生するトルクを測定できる。前記同様の理由から、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
In the second aspect of the invention, the housing is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the shaft is driven to rotate to measure the rotational force acting on the housing. A measuring means may be provided.
Also in this case, it is possible to measure the torque generated between the outer ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller that are generated by the rotation of the inner ring. In addition, the torque generated in the entire tapered roller bearing can be measured from the measured value of the rotational force measuring means. For the same reason as described above, the torque on the raceway surface of the inner and outer rings can also be known.

さらに、上記第2の発明において、前記軸は静止系に固定され、かつ前記ハウジングは回転駆動させられるものとしてもよい。
この場合は、外輪が回転することによって生じる外輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。
Further, in the second invention, the shaft may be fixed to a stationary system, and the housing may be driven to rotate.
In this case, it is possible to measure the torque generated between the outer ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller, which is generated by the rotation of the outer ring.

さらに、上記第2の発明において、前記軸は静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記ハウジングは駆動回転させられ、前記軸に作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けたものとしてもよい。
この場合も、外輪が回転することによって生じる外輪つばと円すいころの大端側の端面間に発生するトルクを測定できる。加えて、回転力測定手段の測定値より、円すいころ軸受全体に発生するトルクを測定できる。前記同様の理由から、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
Further, in the second invention, the shaft is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the housing is driven to rotate to measure the rotational force acting on the shaft. A measuring means may be provided.
Also in this case, it is possible to measure the torque generated between the outer ring collar and the end face on the large end side of the tapered roller that is generated by the rotation of the outer ring. In addition, the torque generated in the entire tapered roller bearing can be measured from the measured value of the rotational force measuring means. For the same reason as described above, the torque on the raceway surface of the inner and outer rings can also be known.

前記転がり軸受はアンギュラ玉軸受とすることができる。アンギュラ玉軸受は、転がり軸受の中でも比較的大きなアキシアル荷重を支持でき、トルクも小さいため、トルク測定装置の構造を簡易化するのに適している。   The rolling bearing may be an angular ball bearing. Angular ball bearings are suitable for simplifying the structure of a torque measuring device because they can support a relatively large axial load among rolling bearings and have a small torque.

この発明の円すいころ軸受のトルク測定装置は、被トルク測定物である円すいころ軸受の内輪に一体に嵌合する軸と、前記円すいころ軸受の外輪に一体に嵌合するハウジングとを備えたものであって、前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記内輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記軸に支持させるとともに、拘束手段により前記軸に対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けるか、または前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記外輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記ハウジングに支持させるとともに、拘束手段により前記ハウジングに対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けたため、軌道輪のつばと円すいころの大端面間のトルクを測定することができ、簡易な構成で安価に製作できる。   A torque measuring device for a tapered roller bearing according to the present invention comprises a shaft that is integrally fitted to an inner ring of a tapered roller bearing that is a torque measurement object, and a housing that is integrally fitted to an outer ring of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a flange-corresponding portion that contacts the end surface of the tapered roller at the large end side of the tapered roller bearing is provided separately from the inner ring, and the cylindrical body is connected to the shaft via a rolling ball bearing. And a driving force measuring means for measuring the driving force acting on the cylindrical body by restricting the rotation with respect to the shaft by the restraining means, or an end face on the large end side of the tapered roller of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a collar-corresponding portion that is in contact with the outer ring is provided separately from the outer ring, and the cylindrical body is supported by the housing via a rolling ball bearing and rotated with respect to the housing by a restraining means. A driving force measuring means that restrains and measures the driving force acting on the cylindrical body is provided, so it is possible to measure the torque between the collar of the bearing ring and the large end surface of the tapered roller, and it can be manufactured inexpensively with a simple configuration it can.

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図1は第1の発明の実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の全体構成を示す図である。この円すいころ軸受のトルク測定装置は、被トルク測定物である円すいころ軸受30の内輪31に一体に嵌合する軸1と、外輪32に一体に嵌合するハウジング2とを備える。軸1は鉛直方向を向いている。内輪31と軸1、および外輪32とハウジング2は、嵌合状態において互いに一体に固定されている。このトルク測定装置は、ハウジング2が静止系3に固定され、軸1が回転するようになっている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a torque measuring device for a tapered roller bearing according to an embodiment of the first invention. This torque measuring apparatus for a tapered roller bearing includes a shaft 1 that is integrally fitted to an inner ring 31 of a tapered roller bearing 30 that is a torque measurement object, and a housing 2 that is integrally fitted to an outer ring 32. The axis 1 is oriented in the vertical direction. The inner ring 31 and the shaft 1 and the outer ring 32 and the housing 2 are integrally fixed to each other in the fitted state. In this torque measuring device, the housing 2 is fixed to the stationary system 3 and the shaft 1 is rotated.

軸1は、円すいころ軸受30の内輪31の内周に嵌合し下端部に内つば部1aaが形成された外筒部1aと、この外筒部1aの内周に嵌合し下端が前記外筒部1aの内つば部1aaに支えられた内筒部1bと、この内筒部1bの上端よりも上方に延びる駆動伝達部1cと、内筒部1bと駆動伝達部1cとを連結する肩部1dと、内筒部1bに対して駆動伝達部1cを芯出しする芯出し部1eとを有する。駆動伝達部1cは、静止系3と一体の軸支持部3aに、複数の転がり軸受4、例えばアンギュラ玉軸受により回転自在に支持され、ベルト伝動装置5により駆動回転させられるようになっている。ベルト伝動装置5は、駆動モータ6の出力軸に取付けたベルト車5aと、駆動伝達部1cの上端部に取付けたベルト車5bとに伝動ベルト5cを巻き掛けたものである。   The shaft 1 is fitted to the inner circumference of the inner ring 31 of the tapered roller bearing 30 and has an inner collar portion 1aa formed at the lower end portion, and the lower end is fitted to the inner circumference of the outer cylinder portion 1a. The inner cylinder part 1b supported by the inner collar part 1aa of the outer cylinder part 1a, the drive transmission part 1c extending upward from the upper end of the inner cylinder part 1b, and the inner cylinder part 1b and the drive transmission part 1c are connected. It has a shoulder portion 1d and a centering portion 1e for centering the drive transmission portion 1c with respect to the inner cylinder portion 1b. The drive transmission portion 1 c is rotatably supported by a shaft support portion 3 a integrated with the stationary system 3 by a plurality of rolling bearings 4, for example, angular ball bearings, and is driven and rotated by a belt transmission device 5. The belt transmission device 5 is configured such that a transmission belt 5c is wound around a belt wheel 5a attached to an output shaft of the drive motor 6 and a belt wheel 5b attached to an upper end portion of the drive transmission portion 1c.

図2(A)に示すように、被トルク測定物である円すいころ軸受30は、内輪31と、外輪32と、これら内外輪31,32間に介在する複数個の円すいころ33と、円すいころ33を保持する保持器34とを備えている。内輪31は、外周に円すい面からなる軌道面31aが形成されたものであり、軌道面31aの小径側に小つば31bを有する。本来の円すいころ軸受30の内輪31は、図2(B)のように、軌道面31aの大径側に大つば31cを有するが、このトルク測定装置には、試験用として図2(B)における切断線Lに沿って大つば31cを除去したものが使用されている。外輪32は、内周に内輪31の軌道面31aに対向する軌道面32aが形成されたものであり、つば無しとされている。円すいころ33は、外周が転動面33aとして形成され、上記両軌道面31a,32a間で転動自在となっている。各円すいころ33は、保持器34のポケット内に入れられ、円周方向に所定の間隔を隔てて保持されている。   As shown in FIG. 2 (A), a tapered roller bearing 30 which is a to-be-measured object includes an inner ring 31, an outer ring 32, a plurality of tapered rollers 33 interposed between the inner and outer rings 31, 32, and a tapered roller. And a retainer 34 for retaining 33. The inner ring 31 is formed with a raceway surface 31a made of a conical surface on the outer periphery, and has a small collar 31b on the small diameter side of the raceway surface 31a. The inner ring 31 of the original tapered roller bearing 30 has a large brim 31c on the large diameter side of the raceway surface 31a as shown in FIG. 2B, but this torque measuring device is shown in FIG. The one with the large collar 31c removed along the cutting line L is used. The outer ring 32 is formed with a raceway surface 32a that is opposed to the raceway surface 31a of the inner ring 31 on the inner periphery, and has no collar. The outer circumference of the tapered roller 33 is formed as a rolling surface 33a, and is freely rollable between both the raceway surfaces 31a and 32a. Each tapered roller 33 is placed in a pocket of the cage 34 and is held at a predetermined interval in the circumferential direction.

円すいころ軸受30の内輪31は、上端面が軸外筒部1aの外周に形成された凸部1abに当接し、下端面が軸外筒部1aの外周下端に一体に嵌合する内輪支え7に当接することによって、軸方向の位置決めがされている。また、外輪32は、上下の外輪間座8,9によって軸方向の位置決めがされ、スペーサ10および押さえ部材11により上側から固定されている。   The inner ring 31 of the tapered roller bearing 30 has an upper end surface that abuts against a convex portion 1ab formed on the outer periphery of the outer shaft cylindrical portion 1a, and a lower end surface that fits integrally with the outer peripheral lower end of the outer shaft portion 1a. Is positioned in the axial direction. The outer ring 32 is positioned in the axial direction by the upper and lower outer ring spacers 8 and 9 and is fixed from above by the spacer 10 and the pressing member 11.

前記内輪31の大つば31cに相当するリング状のつば相当部分12が、内輪31とは別体で設けられている。このつば相当部分12は、筒状体13に固定状態で設けられていて、円すいころ33の大端面33bと直接接している(図2)。筒状体13は、一対の転がり軸受14により、前記軸1の内筒部1bに回転自在に支持されている。この実施形態では、一対の転がり軸受14は共にアンギュラ玉軸受である。転がり軸受14の内輪14aは、内筒部1bの上端に形成された拡径部1baと外筒部1aとにより軸方向の位置決めがされている。また、外輪14bは、筒状体13の下端に形成された内つば部13aと、筒状体13の上端に固定された軸受押さえ15とによって軸方向の位置決めがされている。   A ring-shaped collar corresponding portion 12 corresponding to the large collar 31 c of the inner ring 31 is provided separately from the inner ring 31. The collar-corresponding portion 12 is provided in a fixed state on the cylindrical body 13 and is in direct contact with the large end surface 33b of the tapered roller 33 (FIG. 2). The cylindrical body 13 is rotatably supported by the inner cylindrical portion 1 b of the shaft 1 by a pair of rolling bearings 14. In this embodiment, the pair of rolling bearings 14 are both angular ball bearings. The inner ring 14a of the rolling bearing 14 is axially positioned by an enlarged diameter portion 1ba and an outer cylindrical portion 1a formed at the upper end of the inner cylindrical portion 1b. The outer ring 14 b is positioned in the axial direction by an inner collar portion 13 a formed at the lower end of the cylindrical body 13 and a bearing retainer 15 fixed to the upper end of the cylindrical body 13.

前記軸受押さえ15は、周方向の1箇所で、軸受中心軸Oを中心とするモーメントに対して弾性を有する連結板16Aを介して軸1と連結されている。連結板16Aの形状は、例えば上下方向の幅よりも前後方向の厚みの方が薄い短冊状とされている。連結板16Aは、軸1の肩部1dから芯出し部1eにわたって形成された切欠き1f、および軸受押さえ15に形成された切欠き15a内に配置され、結合ピン等の結合具17により、軸1および軸受押さえ15に結合されている。連結板16Aは、筒状体13の軸1に対する回転を拘束する拘束手段である。   The bearing retainer 15 is connected to the shaft 1 at one place in the circumferential direction via a connecting plate 16A having elasticity with respect to a moment about the bearing central axis O. The shape of the connecting plate 16A is, for example, a strip shape whose thickness in the front-rear direction is thinner than the width in the vertical direction. The connecting plate 16A is disposed in a notch 1f formed from the shoulder 1d to the centering portion 1e of the shaft 1 and a notch 15a formed in the bearing retainer 15, and the shaft 17 is connected to the shaft by a connecting tool 17 such as a connecting pin. 1 and the bearing retainer 15. The connecting plate 16 </ b> A is a restraining means that restrains the rotation of the cylindrical body 13 with respect to the shaft 1.

連結板16Aの表面には、この筒状体13を軸1と同期回転させる駆動力を測定する駆動力測定手段としての歪みゲージ20Aが貼り付けられている。歪みゲージ20Aは、筒状体13に作用する駆動力を、連結板16Aの歪みとして検知するものである。歪みゲージ20Aには配線21が接続され、この配線21が、軸1の駆動伝達部1bの軸芯部に設けた通孔22内を通って、軸1の上端まで導かれている。軸1の上端に対向してスリップリング23が設けられ、歪みゲージ20Aの検出信号が配線21からスリップリング23へと伝達される。スリップリング23は、配線24を介して信号処理回路25に接続されている。信号処理回路25は、歪みゲージ20Aで検出した歪みの大きさと駆動トルクとの関係が設定された計算式またはテーブル等の関係設定手段(図示せず)を有していて、歪みゲージ20Aの検出信号を前記関係設定手段と照合することで、前記トルクを算出または推定する回路である。   A strain gauge 20A as a driving force measuring means for measuring a driving force for rotating the cylindrical body 13 synchronously with the shaft 1 is attached to the surface of the connecting plate 16A. The strain gauge 20A detects the driving force acting on the cylindrical body 13 as the strain of the connecting plate 16A. A wiring 21 is connected to the strain gauge 20 </ b> A, and the wiring 21 is led to the upper end of the shaft 1 through the through hole 22 provided in the shaft core portion of the drive transmission portion 1 b of the shaft 1. A slip ring 23 is provided opposite to the upper end of the shaft 1, and a detection signal of the strain gauge 20 </ b> A is transmitted from the wiring 21 to the slip ring 23. The slip ring 23 is connected to the signal processing circuit 25 via the wiring 24. The signal processing circuit 25 has relationship setting means (not shown) such as a calculation formula or a table in which the relationship between the magnitude of the strain detected by the strain gauge 20A and the driving torque is set, and the detection of the strain gauge 20A. It is a circuit that calculates or estimates the torque by checking a signal with the relationship setting means.

この構成のトルク測定装置による円すいころ軸受30のトルク測定に際しては、駆動モータ6に出力して、軸1を駆動回転させる。このとき、静止系3に固定されたハウジング2は静止状態に維持される。軸1および内輪31の回転により、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間にトルクが発生する。つば相当部分12と一体の筒状体13は、連結板16Aを介して軸1に連結されているため、つば相当部分12が内輪31と同じ回転数で軸受中心軸O周りに公転する。換言すると、つば相当部分12は常に軸受中心軸Oの周りに内輪31と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生したトルクは、内輪31に大つば31cが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における内輪大つば31cと円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと同等である。   When measuring the torque of the tapered roller bearing 30 with the torque measuring device having this configuration, the torque is output to the drive motor 6 to drive and rotate the shaft 1. At this time, the housing 2 fixed to the stationary system 3 is maintained in a stationary state. Due to the rotation of the shaft 1 and the inner ring 31, torque is generated between the collar-corresponding portion 12 and the end surface 33 b on the large end side of the tapered roller 33. Since the cylindrical body 13 integral with the collar equivalent portion 12 is connected to the shaft 1 via the connecting plate 16A, the collar equivalent portion 12 revolves around the bearing center axis O at the same rotational speed as the inner ring 31. In other words, the collar-corresponding portion 12 is always maintained in the same phase relative to the inner ring 31 around the bearing center axis O. Therefore, the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end face 33b on the large end side of the tapered roller 33 is the inner ring large collar 31c and the tapered roller 33 in the original tapered roller bearing in which the large collar 31c is integrally provided on the inner ring 31. This is equivalent to the torque generated between the end surfaces 33b on the large end side.

前記トルクは、つば相当部分12から筒状体13を経由して連結板16Aに伝わり、連結板16Aに歪みが生じる。この連結板16Aの歪みを歪みゲージ20Aで測定する。この歪みゲージ20Aの検出信号を前記信号処理回路25で処理することにより、前記トルクを演算または推定することができる。   The torque is transmitted from the collar-corresponding portion 12 to the connecting plate 16A via the cylindrical body 13, and distortion occurs in the connecting plate 16A. The strain of the connecting plate 16A is measured with a strain gauge 20A. The torque can be calculated or estimated by processing the detection signal of the strain gauge 20A by the signal processing circuit 25.

このトルク測定装置は、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受14を用いた装置とされている。転がり軸受14で発生するトルクは、静圧気体軸受で発生するトルクと比べれば大きいが、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと比べれば十分小さい。通常は1/10以下であり、測定精度上で問題となるレベルではない。また、転がり軸受14はグリース潤滑されているので、潤滑のための付帯設備を必要としない。これらのことから、このトルク測定装置は、簡易な構成で安価に製作できる。   This torque measuring device is a device using a relatively inexpensive rolling bearing 14 without using an expensive static pressure gas bearing. The torque generated in the rolling bearing 14 is larger than the torque generated in the static pressure gas bearing, but is sufficiently smaller than the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end surface 33b on the large end side of the tapered roller 33. Usually, it is 1/10 or less, and it is not a level causing a problem in measurement accuracy. Further, since the rolling bearing 14 is grease-lubricated, no auxiliary equipment for lubrication is required. For these reasons, the torque measuring device can be manufactured with a simple configuration at low cost.

図3は第1の発明の異なる実施形態を示す。この実施形態が前記実施形態(図1)と異なる点は、ハウジング2が水平な台座40の上に設置され、この台座40が静圧気体スラスト軸受41に支持されていることである。静圧気体スラスト軸受41は、台座40の下面と静圧気体スラスト軸受41の上面との間にノズル42から圧縮空気43を噴出することで、ハウジング2を台座40ごと非接触で下側から支持するものである。台座40の周方向の回転運動は回転力測定手段である力測定ゲージ44で拘束されており、この力測定ゲージ44により、ハウジング2の回転力、すなわち円すいころ軸受30全体に作用する回転方向のトルクが測定できるようになっている。他は、前記実施形態と同じ構成である。   FIG. 3 shows a different embodiment of the first invention. This embodiment is different from the above-described embodiment (FIG. 1) in that the housing 2 is installed on a horizontal pedestal 40 and the pedestal 40 is supported by a static pressure gas thrust bearing 41. The hydrostatic gas thrust bearing 41 supports the housing 2 together with the pedestal 40 from the lower side by ejecting compressed air 43 from the nozzle 42 between the lower surface of the pedestal 40 and the upper surface of the hydrostatic gas thrust bearing 41. To do. The rotational movement of the pedestal 40 in the circumferential direction is restricted by a force measurement gauge 44 which is a rotational force measuring means. The force measurement gauge 44 causes the rotational force of the housing 2, that is, the rotational direction acting on the entire tapered roller bearing 30. Torque can be measured. The other configuration is the same as that of the above embodiment.

この実施形態は、内輪31のつばと円すいころ33の大端側の端面33b間で発生するトルク、および円すいころ軸受30全体に発生するトルクの両方を測定できる。円すいころ軸受全体のトルクは、保持器34に起因するトルクが十分小さければ、内外輪の軌道面のトルクと、内輪つばのトルクとの総和であるから、円すいころ軸受全体のトルクおよび内輪つばのトルクを測定することで、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
この実施形態のトルク測定装置は、静圧気体スラスト軸受41が設けられているため、前記実施形態のものと比べて、構成が複雑でかつコスト高である。しかし、静圧気体スラスト軸受と静圧気体ジャーナル軸受の両方を設けたものと比べれば、簡易な構成で安価に製作できる。
In this embodiment, both the torque generated between the flange of the inner ring 31 and the end surface 33b on the large end side of the tapered roller 33 and the torque generated in the entire tapered roller bearing 30 can be measured. The torque of the entire tapered roller bearing is the sum of the torque of the raceway surface of the inner and outer rings and the torque of the inner ring collar if the torque caused by the cage 34 is sufficiently small. By measuring the torque, it is also possible to know the torque of the raceway surfaces of the inner and outer rings.
Since the torque measuring device of this embodiment is provided with the static pressure gas thrust bearing 41, the configuration is more complicated and the cost is higher than that of the embodiment. However, it can be manufactured at a low cost with a simple structure as compared with the one provided with both the static pressure gas thrust bearing and the static pressure gas journal bearing.

上記図1の実施形態および図3の実施形態が、外輪側を静止させ内輪側を回転させるのに対し、図4の実施形態および図5の実施形態は、内輪側を静止させ外輪側を回転させる。図4の実施形態は、軸1を静止系3に固定したものである。また、図5の実施形態は、軸1を水平な台座40の上に設置し、この台座40を静圧気体スラスト軸受41で支持したものである。図4、図5いずれの実施形態も、ハウジング2に軸部2aが形成されており、この軸部2aを、複数のアンギュラ玉軸受4により回転自在に支持し、ベルト伝動装置5により駆動回転させるようになっている。他は、図1、図3の実施形態と比べ、天地が逆になっていることを除けば同じ構成である。   While the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 3 are stationary on the outer ring and rotating the inner ring, the embodiment of FIG. 4 and the embodiment of FIG. 5 are stationary on the inner ring and rotated on the outer ring. Let In the embodiment of FIG. 4, the shaft 1 is fixed to the stationary system 3. In the embodiment of FIG. 5, the shaft 1 is installed on a horizontal pedestal 40, and the pedestal 40 is supported by a static pressure gas thrust bearing 41. 4 and 5, a shaft portion 2 a is formed on the housing 2, the shaft portion 2 a is rotatably supported by a plurality of angular ball bearings 4, and is driven and rotated by a belt transmission device 5. It is like that. The rest is the same as the embodiment of FIGS. 1 and 3 except that the top and bottom are reversed.

図4、図5の実施形態によるトルク測定に際しては、駆動モータ6に出力して、ハウジング2を駆動回転させる。このとき、軸1は静止状態に維持される。ハウジング2および外輪32の回転に伴い、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間にトルクが発生する。つば相当部分12が設けられた筒状体13は連結板16Aを介して軸1に連結されているため、つば相当部分12は常に軸受中心軸Oの周りに内輪31と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生したトルクは、内輪31に大つば31cが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における内輪大つば31cと円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと同等である。このトルクを、前記同様に、連結板16Aの歪みとして歪みゲージ20Aで測定する。   When measuring the torque according to the embodiment of FIGS. 4 and 5, the torque is output to the drive motor 6 to drive and rotate the housing 2. At this time, the shaft 1 is kept stationary. Along with the rotation of the housing 2 and the outer ring 32, torque is generated between the collar equivalent portion 12 and the end face 33 b on the large end side of the tapered roller 33. Since the tubular body 13 provided with the collar equivalent portion 12 is connected to the shaft 1 via the connecting plate 16A, the collar equivalent portion 12 is always in phase with the inner ring 31 around the bearing center axis O. Maintained. Therefore, the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end face 33b on the large end side of the tapered roller 33 is the inner ring large collar 31c and the tapered roller 33 in the original tapered roller bearing in which the large collar 31c is integrally provided on the inner ring 31. This is equivalent to the torque generated between the end surfaces 33b on the large end side. This torque is measured by the strain gauge 20A as the strain of the connecting plate 16A as described above.

図5の実施形態の場合は、前輪つばのトルクの他に、力測定ゲージ44により、ハウジング2の回転力、すなわち円すいころ軸受30全体に作用する回転方向のトルクが測定できる。また、円すいころ軸受全体のトルクおよび内輪つばのトルクから、内外輪の軌道面のトルクを知ることができる。   In the case of the embodiment of FIG. 5, in addition to the torque of the front wheel collar, the force measuring gauge 44 can measure the rotational force of the housing 2, that is, the torque in the rotational direction acting on the entire tapered roller bearing 30. Further, the torque of the raceway surfaces of the inner and outer rings can be known from the torque of the entire tapered roller bearing and the torque of the inner ring collar.

これらの実施形態も、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、図4の実施形態は、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受14だけを用いることで、簡易な構成とできる。また、図5の実施形態は、静圧気体スラスト軸受を使用する分だけ図4の実施形態よりは複雑で高価になるが、静圧気体スラスト軸受と静圧気体ジャーナル軸受の両方を設けた従来のものと比べれば、簡易な構成で安価に製作できる。
なお、これらの実施形態は、歪みゲージ20Aの検出信号が静止側である軸1の内部を通って外部に取り出されるため、スリップリング23は不要である。
In these embodiments, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, the embodiment of FIG. 4 can be configured simply by using only the relatively inexpensive rolling bearing 14 without using an expensive static pressure gas bearing. Further, the embodiment of FIG. 5 is more complicated and expensive than the embodiment of FIG. 4 because the hydrostatic gas thrust bearing is used, but the conventional hydrostatic gas thrust bearing and the hydrostatic gas journal bearing are both provided. Compared to those, it can be manufactured inexpensively with a simple configuration.
In these embodiments, since the detection signal of the strain gauge 20A is taken out through the inside of the shaft 1 on the stationary side, the slip ring 23 is unnecessary.

図6は第2の発明の実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の全体構成を示す図である。この円すいころ軸受のトルク測定装置は、被トルク測定物である円すいころ軸受30の内輪31に一体に嵌合する軸1と、外輪32に一体に嵌合するハウジング2とを備える。軸1は鉛直方向を向いている。内輪31と軸1、および外輪32とハウジング2は、嵌合状態において互いに一体に固定されている。このトルク測定装置は、ハウジング2が静止系3に固定され、軸1が回転するようになっている。   FIG. 6 is a diagram showing the overall configuration of a tapered roller bearing torque measuring apparatus according to an embodiment of the second invention. This torque measuring apparatus for a tapered roller bearing includes a shaft 1 that is integrally fitted to an inner ring 31 of a tapered roller bearing 30 that is a torque measurement object, and a housing 2 that is integrally fitted to an outer ring 32. The axis 1 is oriented in the vertical direction. The inner ring 31 and the shaft 1 and the outer ring 32 and the housing 2 are integrally fixed to each other in the fitted state. In this torque measuring device, the housing 2 is fixed to the stationary system 3 and the shaft 1 is rotated.

軸1は、円すいころ軸受30の内輪31の内周に嵌合する筒状部1a´と、この筒状部1a´よりも上方に延びる駆動伝達部1cと、筒状部1a´と駆動伝達部1cとを連結する肩部1dと、筒状部1a´に対して駆動伝達部1cを芯出しする芯出し部1eとを有する。駆動伝達部1cは、静止系3と一体の軸支持部3aに、複数の転がり軸受4、例えばアンギュラ玉軸受により回転自在に支持され、ベルト伝動装置5により駆動回転させられるようになっている。ベルト伝動装置5は、駆動モータ6の出力軸に取付けたベルト車5aと、駆動伝達部1cの上端部に取付けたベルト車5bとに伝動ベルト5cを巻き掛けたものである。   The shaft 1 includes a cylindrical portion 1a ′ fitted to the inner periphery of the inner ring 31 of the tapered roller bearing 30, a drive transmission portion 1c extending above the cylindrical portion 1a ′, and a cylindrical portion 1a ′. A shoulder portion 1d that connects the portion 1c and a centering portion 1e that centers the drive transmission portion 1c with respect to the tubular portion 1a ′. The drive transmission portion 1 c is rotatably supported by a shaft support portion 3 a integrated with the stationary system 3 by a plurality of rolling bearings 4, for example, angular ball bearings, and is driven and rotated by a belt transmission device 5. The belt transmission device 5 is configured such that a transmission belt 5c is wound around a belt wheel 5a attached to an output shaft of the drive motor 6 and a belt wheel 5b attached to an upper end portion of the drive transmission portion 1c.

図7(A)に示すように、被トルク測定物である円すいころ軸受30は、内輪31と、外輪32と、これら内外輪31,32間に介在する複数個の円すいころ33と、円すいころ33を保持する保持器34とを備えている。内輪31は、外周に円すい面からなる軌道面31aが形成されたものであり、軌道面31aの小径側に小つば31bを有する。外輪32は、内周に内輪31の軌道面31aに対向する軌道面32aが形成されたものであり、つば無しとされている。本来の円すいころ軸受30の外輪32は、図7(B)のように、軌道面32aの大径側につば32bを有するが、このトルク測定装置には、試験用として図7(B)における切断線Lに沿って外輪つば32bを除去したものが使用されている。円すいころ33は、外周が転動面33aとして形成され、上記両軌道面31a,32a間で転動自在となっている。各円すいころ33は、保持器34のポケット内に入れられ、円周方向に所定の間隔を隔てて保持されている。   As shown in FIG. 7 (A), a tapered roller bearing 30 as a torque measurement object includes an inner ring 31, an outer ring 32, a plurality of tapered rollers 33 interposed between the inner and outer rings 31, 32, and a tapered roller. And a retainer 34 for retaining 33. The inner ring 31 is formed with a raceway surface 31a made of a conical surface on the outer periphery, and has a small collar 31b on the small diameter side of the raceway surface 31a. The outer ring 32 is formed with a raceway surface 32a that is opposed to the raceway surface 31a of the inner ring 31 on the inner periphery, and has no collar. The outer ring 32 of the original tapered roller bearing 30 has a collar 32b on the large diameter side of the raceway surface 32a as shown in FIG. 7B, but this torque measuring device is shown in FIG. The outer ring collar 32b is removed along the cutting line L. The outer circumference of the tapered roller 33 is formed as a rolling surface 33a, and is freely rollable between both the raceway surfaces 31a and 32a. Each tapered roller 33 is placed in a pocket of the cage 34 and is held at a predetermined interval in the circumferential direction.

円すいころ軸受30の内輪31は、上端面が軸筒状部1a´の外周に形成された凸部1aa´に当接し、下端面が軸筒状部1a´の外周下端に一体に嵌合する内輪支え7に当接することによって、軸方向の位置決めがされている。また、外輪32は、下側の外輪間座8に接して軸方向の位置決めがされている。   The inner ring 31 of the tapered roller bearing 30 has an upper end surface that abuts on a convex portion 1aa ′ formed on the outer periphery of the shaft cylindrical portion 1a ′, and a lower end surface that is integrally fitted with an outer peripheral lower end of the shaft cylindrical portion 1a ′. Positioning in the axial direction is performed by contacting the inner ring support 7. The outer ring 32 is positioned in the axial direction in contact with the lower outer ring spacer 8.

前記外輪32のつば32bに相当するリング状のつば相当部分12が、外輪32とは別体で設けられている。このつば相当部分12は、筒状体13に固定して設けられていて、円すいころ33の大端面33bと直接接している(図7)。詳しくは、筒状体13は下端に外径側に拡がるフランジ部13bを有し、このフランジ部13bの下面外径端につば相当部分12が設けられている。筒状体13は、転がり軸受14により、ハウジング2の内周に回転自在に支持されている。この実施形態では、転がり軸受14はアンギュラ玉軸受である。転がり軸受14は、内輪14aの下端面が前記筒状体フランジ部13bに当接し、外輪14bの上端面がハウジング2上端の内つば部2bに当接することで、軸方向の位置決めがされている。   A ring-shaped collar equivalent portion 12 corresponding to the collar 32 b of the outer ring 32 is provided separately from the outer ring 32. The collar-corresponding portion 12 is fixed to the cylindrical body 13 and is in direct contact with the large end surface 33b of the tapered roller 33 (FIG. 7). Specifically, the cylindrical body 13 has a flange portion 13b that expands to the outer diameter side at the lower end, and a flange-corresponding portion 12 is provided at the lower surface outer diameter end of the flange portion 13b. The cylindrical body 13 is rotatably supported on the inner periphery of the housing 2 by a rolling bearing 14. In this embodiment, the rolling bearing 14 is an angular ball bearing. The rolling bearing 14 is positioned in the axial direction by the lower end surface of the inner ring 14a contacting the tubular flange portion 13b and the upper end surface of the outer ring 14b contacting the inner collar portion 2b of the upper end of the housing 2. .

軸受押さえ15には、拘束手段としての拘束材16Bが固定状態に取付けられている。この拘束材16Bは、例えば棒状の部材であり、先端側が水平外向きに突出している。ハウジング2の上面に駆動力測定手段としての力測定ゲージ20Bが設置され、この力測定ゲージ20Bにより拘束材16Bの回転運動が拘束されている。拘束材16Bから受ける駆動力を力測定ゲージ20Bで測定することにより、筒状体13に作用する駆動力が測定できる。力測定ゲージ20Bは信号処理回路25に接続されている。信号処理回路25は、力測定ゲージ20Bで検出した駆動力の大きさと、つば相当部分12と円すいころ33の大端面33b間で発生するトルク(駆動トルク)との関係が設定された計算式またはテーブル等の関係設定手段(図示せず)を有していて、歪みゲージ20Bの検出信号を前記関係設定手段と照合することで、前記トルクを算出または推定する回路である。   A restraining member 16B as restraining means is attached to the bearing retainer 15 in a fixed state. The restraining material 16B is, for example, a rod-like member, and the tip side protrudes horizontally outward. A force measuring gauge 20B as a driving force measuring means is installed on the upper surface of the housing 2, and the rotational movement of the restraining material 16B is restricted by the force measuring gauge 20B. By measuring the driving force received from the restraining material 16B with the force measuring gauge 20B, the driving force acting on the cylindrical body 13 can be measured. The force measurement gauge 20B is connected to the signal processing circuit 25. The signal processing circuit 25 is a calculation formula in which a relationship between the magnitude of the driving force detected by the force measuring gauge 20B and the torque (driving torque) generated between the collar equivalent portion 12 and the large end surface 33b of the tapered roller 33 is set. The circuit has a relationship setting means (not shown) such as a table, and calculates or estimates the torque by collating the detection signal of the strain gauge 20B with the relationship setting means.

この構成のトルク測定装置による円すいころ軸受30のトルク測定に際しては、駆動モータ6に出力して、軸1を駆動回転させる。このとき、静止系3に固定されたハウジング2は静止状態に維持される。軸1および内輪31の回転により、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間にトルクが発生する。つば相当部分12の設けられた筒状体13は、拘束材16B等の拘束手段により、ハウジング2に対する回転が拘束されているため、つば相当部分12は常に軸受中心軸Oの周りに外輪32と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生したトルクは、外輪32のつば32bが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における外輪つば32bと円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと同等である。   When measuring the torque of the tapered roller bearing 30 with the torque measuring device having this configuration, the torque is output to the drive motor 6 to drive and rotate the shaft 1. At this time, the housing 2 fixed to the stationary system 3 is maintained in a stationary state. Due to the rotation of the shaft 1 and the inner ring 31, torque is generated between the collar-corresponding portion 12 and the end surface 33 b on the large end side of the tapered roller 33. Since the tubular body 13 provided with the collar equivalent portion 12 is restrained from rotating with respect to the housing 2 by restraining means such as a restraining member 16B, the collar equivalent portion 12 always has the outer ring 32 around the bearing center axis O. The relative phase is maintained. Therefore, the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end face 33b on the large end side of the tapered roller 33 is large in the outer ring collar 32b and the tapered roller 33 in the original tapered roller bearing in which the collar 32b of the outer ring 32 is integrally provided. This is equivalent to the torque generated between the end faces 33b on the end side.

前記トルクは、つば相当部分12から筒状体13に伝わり、筒状体13に駆動力が作用する。この筒状体13の駆動力を力測定ゲージ20Bで測定する。この力測定ゲージ20Bの検出信号を前記信号処理回路25で処理することにより、前記トルクを演算または推定することができる。   The torque is transmitted from the collar-corresponding portion 12 to the cylindrical body 13, and a driving force acts on the cylindrical body 13. The driving force of the cylindrical body 13 is measured with a force measurement gauge 20B. The torque can be calculated or estimated by processing the detection signal of the force measuring gauge 20B by the signal processing circuit 25.

このトルク測定装置は、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受14を用いた装置とされている。転がり軸受14で発生するトルクは、静圧気体軸受で発生するトルクと比べれば大きいが、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと比べれば十分小さい。通常は1/10以下であり、測定精度上で問題となるレベルではない。また、転がり軸受14はグリース潤滑されているので、潤滑のための付帯設備を必要としない。これらのことから、このトルク測定装置は、簡易な構成で安価に製作できる。   This torque measuring device is a device using a relatively inexpensive rolling bearing 14 without using an expensive static pressure gas bearing. The torque generated in the rolling bearing 14 is larger than the torque generated in the static pressure gas bearing, but is sufficiently smaller than the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end surface 33b on the large end side of the tapered roller 33. Usually, it is 1/10 or less, and it is not a level causing a problem in measurement accuracy. Further, since the rolling bearing 14 is grease-lubricated, no auxiliary equipment for lubrication is required. For these reasons, the torque measuring device can be manufactured with a simple configuration at low cost.

図8は第2の発明の異なる実施形態を示す。この実施形態が前記実施形態(図6)と異なる点は、ハウジング2が水平な台座40の上に設置され、この台座40が静圧気体スラスト軸受41に支持されていることである。静圧気体スラスト軸受41は、台座40の下面と静圧気体スラスト軸受41の上面との間にノズル42から圧縮空気43を噴出することで、ハウジング2を台座40ごと非接触で下側から支持するものである。台座40の周方向の回転運動は回転力測定手段である力測定ゲージ44で拘束されており、この力測定ゲージ44により、ハウジング2の回転力、すなわち円すいころ軸受30全体に作用する回転方向のトルクが測定できるようになっている。他は、前記実施形態と同じ構成である。   FIG. 8 shows a different embodiment of the second invention. This embodiment is different from the above-described embodiment (FIG. 6) in that the housing 2 is installed on a horizontal pedestal 40 and this pedestal 40 is supported by a static pressure gas thrust bearing 41. The hydrostatic gas thrust bearing 41 supports the housing 2 together with the pedestal 40 from the lower side by ejecting compressed air 43 from the nozzle 42 between the lower surface of the pedestal 40 and the upper surface of the hydrostatic gas thrust bearing 41. To do. The rotational movement of the pedestal 40 in the circumferential direction is restricted by a force measurement gauge 44 which is a rotational force measuring means. The force measurement gauge 44 causes the rotational force of the housing 2, that is, the rotational direction acting on the entire tapered roller bearing 30. Torque can be measured. The other configuration is the same as that of the above embodiment.

この実施形態は、外輪32のつばと円すいころ33の大端側の端面33b間で発生するトルク、および円すいころ軸受30全体に発生するトルクの両方を測定できる。円すいころ軸受全体のトルクは、保持器34に起因するトルクが十分小さければ、内外輪の軌道面のトルクと、外輪つばのトルクとの総和であるから、円すいころ軸受全体のトルクおよび外輪つばのトルクを測定することで、内外輪の軌道面のトルクも知ることができる。
この実施形態のトルク測定装置は、静圧気体スラスト軸受41が設けられているため、前記実施形態のものと比べて、構成が複雑でかつコスト高である。しかし、静圧気体スラスト軸受と静圧気体ジャーナル軸受の両方を設けたものと比べれば、簡易な構成で安価に製作できる。
In this embodiment, both the torque generated between the flange of the outer ring 32 and the end surface 33b on the large end side of the tapered roller 33 and the torque generated on the entire tapered roller bearing 30 can be measured. The torque of the entire tapered roller bearing is the sum of the torque of the raceway surface of the inner and outer rings and the torque of the outer ring collar if the torque caused by the cage 34 is sufficiently small. By measuring the torque, it is also possible to know the torque of the raceway surfaces of the inner and outer rings.
Since the torque measuring device of this embodiment is provided with the static pressure gas thrust bearing 41, the configuration is more complicated and the cost is higher than that of the embodiment. However, it can be manufactured at a low cost with a simple structure as compared with the one provided with both the static pressure gas thrust bearing and the static pressure gas journal bearing.

上記図6の実施形態および図8の実施形態が、外輪側を静止させ内輪側を回転させるのに対し、図9の実施形態および図10の実施形態は、内輪側を静止させ外輪側を回転させる。図9の実施形態は、軸1を静止系3に固定したものである。また、図10の実施形態は、軸1を水平な台座40の上に設置し、この台座40を静圧気体スラスト軸受41で支持したものである。図9、図10いずれの実施形態も、ハウジング2に軸部2aが形成されており、この軸部2aを、複数のアンギュラ玉軸受4により回転自在に支持し、ベルト伝動装置5により駆動回転させるようになっている。他は、図6、図8の実施形態と比べ、天地が逆になっていることを除けば同じ構成である。   While the embodiment of FIG. 6 and the embodiment of FIG. 8 are stationary on the outer ring and rotating the inner ring, the embodiment of FIG. 9 and the embodiment of FIG. 10 are stationary on the inner ring and rotated on the outer ring. Let In the embodiment of FIG. 9, the shaft 1 is fixed to the stationary system 3. In the embodiment of FIG. 10, the shaft 1 is installed on a horizontal pedestal 40, and the pedestal 40 is supported by a static pressure gas thrust bearing 41. 9 and 10, the shaft portion 2 a is formed on the housing 2. The shaft portion 2 a is rotatably supported by a plurality of angular ball bearings 4 and is driven to rotate by the belt transmission device 5. It is like that. The rest of the configuration is the same as the embodiment of FIGS. 6 and 8, except that the top and bottom are reversed.

図9、図10の実施形態によるトルク測定に際しては、駆動モータ6に出力して、ハウジング2を駆動回転させる。このとき、軸1は静止状態に維持される。ハウジング2および外輪32の回転に伴い、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間にトルクが発生する。つば相当部分12の設けられた筒状体13は、拘束材16B等の拘束手段により、ハウジング2に対する回転が拘束されているため、つば相当部分12は常に軸受中心軸Oの周りに外輪32と相対的に同位相に維持される。そのため、つば相当部分12と円すいころ33の大端側の端面33b間に発生したトルクは、外輪32につば32bが一体に設けられた本来の円すいころ軸受における外輪つば32bと円すいころ33の大端側の端面33b間に発生するトルクと同等である。このトルクを、前記同様に、力測定ゲージ20Bで測定する。   When measuring torque according to the embodiment of FIGS. 9 and 10, the torque is output to the drive motor 6 to drive and rotate the housing 2. At this time, the shaft 1 is kept stationary. Along with the rotation of the housing 2 and the outer ring 32, torque is generated between the collar equivalent portion 12 and the end face 33 b on the large end side of the tapered roller 33. Since the tubular body 13 provided with the collar equivalent portion 12 is restrained from rotating with respect to the housing 2 by restraining means such as a restraining member 16B, the collar equivalent portion 12 always has the outer ring 32 around the bearing center axis O. The relative phase is maintained. Therefore, the torque generated between the collar-corresponding portion 12 and the end face 33b on the large end side of the tapered roller 33 is large in the outer ring collar 32b and the tapered roller 33 in the original tapered roller bearing in which the collar 32b is integrally provided on the outer ring 32. This is equivalent to the torque generated between the end faces 33b on the end side. This torque is measured with the force measuring gauge 20B as described above.

図10の実施形態の場合は、外輪つばのトルクの他に、力測定ゲージ44により、ハウジング2の回転力、すなわち円すいころ軸受30全体に作用する回転方向のトルクが測定できる。また、円すいころ軸受全体のトルクおよび外輪つばのトルクから、内外輪の軌道面のトルクを知ることができる。   In the case of the embodiment of FIG. 10, in addition to the torque of the outer ring collar, the force measuring gauge 44 can measure the rotational force of the housing 2, that is, the rotational torque acting on the entire tapered roller bearing 30. Further, the torque of the raceway surface of the inner and outer rings can be known from the torque of the entire tapered roller bearing and the torque of the outer ring collar.

これらの実施形態も、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、図9の実施形態は、高価な静圧気体軸受を使用せずに、比較的安価な転がり軸受14だけを用いることで、簡易な構成とできる。また、図10の実施形態は、静圧気体スラスト軸受を使用する分だけ図9の実施形態よりは複雑で高価になるが、静圧気体スラスト軸受と静圧気体ジャーナル軸受の両方を設けた従来のものと比べれば、簡易な構成で安価に製作できる。   In these embodiments, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, the embodiment of FIG. 9 can be configured simply by using only the relatively inexpensive rolling bearing 14 without using an expensive static pressure gas bearing. Further, the embodiment of FIG. 10 is more complicated and expensive than the embodiment of FIG. 9 by the amount of using the static pressure gas thrust bearing, but the conventional configuration in which both the static pressure gas thrust bearing and the static pressure gas journal bearing are provided. Compared to those, it can be manufactured inexpensively with a simple configuration.

第1の発明の実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with sectional drawing of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning embodiment of 1st invention. (A)は同円すいころ軸受の断面図、(B)はその加工前の状態を示す断面図である。(A) is sectional drawing of the same tapered roller bearing, (B) is sectional drawing which shows the state before the process. 第1の発明の異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with sectional drawing of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning different embodiment of 1st invention. 第1の発明のさらに異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with the sectional view of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning still another embodiment of the 1st invention. 第1の発明のさらに異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with the sectional view of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning still another embodiment of the 1st invention. 第2の発明の実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with sectional drawing of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning embodiment of 2nd invention. (A)は同円すいころ軸受の断面図、(B)はその加工前の状態を示す断面図である。(A) is sectional drawing of the same tapered roller bearing, (B) is sectional drawing which shows the state before the process. 第2の発明の異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with sectional drawing of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning different embodiment of 2nd invention. 第2の発明のさらに異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with the sectional view of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning further another embodiment of the 2nd invention. 第2の発明のさらに異なる実施形態にかかる円すいころ軸受のトルク測定装置の断面図に動力伝達系統図および制御系のブロック図を組み合わせた図である。It is the figure which combined the block diagram of the power transmission system diagram and the control system with the sectional view of the torque measuring device of the tapered roller bearing concerning further another embodiment of the 2nd invention. 従来の円すいころ軸受のトルク測定装置の概略図である。It is the schematic of the torque measuring apparatus of the conventional tapered roller bearing.

符号の説明Explanation of symbols

1…軸
2…ハウジング
3…静止系
12…つば相当部分
13…筒状体
16A…連結板(拘束手段)
16B…拘束材(拘束手段)
20A…歪みゲージ(駆動力測定手段)
20B…力測定ゲージ(駆動力測定手段)
30…円すいころ軸受
31…内輪
31c…内輪大つば
32…外輪
32b…外輪つば
33…円すいころ
33a…大端面
41…静圧気体スラスト軸受
44…力測定ゲージ(回転力測定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft 2 ... Housing 3 ... Static system 12 ... Collar equivalent part 13 ... Cylindrical body 16A ... Connecting plate (restraint means)
16B: Restraint material (restraint means)
20A ... strain gauge (driving force measuring means)
20B ... Force measuring gauge (driving force measuring means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Tapered roller bearing 31 ... Inner ring 31c ... Inner ring large collar 32 ... Outer ring 32b ... Outer ring collar 33 ... Tapered roller 33a ... Large end surface 41 ... Static pressure gas thrust bearing 44 ... Force measuring gauge (rotational force measuring means)

Claims (12)

被トルク測定物である円すいころ軸受の内輪に一体に嵌合する軸と、前記円すいころ軸受の外輪に一体に嵌合するハウジングとを備え、前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記内輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記軸に支持させるとともに、拘束手段により前記軸に対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けたことを特徴とする円すいころ軸受のトルク測定装置。   An end face on the large end side of the tapered roller of the tapered roller bearing, comprising: a shaft that is integrally fitted to an inner ring of a tapered roller bearing that is a to-be-measured object; and a housing that is integrally fitted to an outer ring of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a collar-corresponding portion in contact with the inner ring is provided separately from the inner ring, the cylindrical body is supported on the shaft via a rolling ball bearing, and the rotation with respect to the shaft is restrained by restraining means, A torque measuring device for a tapered roller bearing, characterized in that driving force measuring means for measuring a driving force acting on a cylindrical body is provided. 請求項1において、前記ハウジングは静止系に固定され、かつ前記軸は駆動回転させられる円すいころ軸受のトルク測定装置。   2. The torque measuring device for a tapered roller bearing according to claim 1, wherein the housing is fixed to a stationary system, and the shaft is driven to rotate. 請求項1において、前記ハウジングは静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記軸は駆動回転させられ、前記ハウジングに作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けた円すいころ軸受のトルク測定装置。   2. The rotational force measuring means according to claim 1, wherein the housing is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the shaft is driven to rotate to measure the rotational force acting on the housing. Torque measuring device for tapered roller bearings. 請求項1において、前記軸は静止系に固定され、かつ前記ハウジングは回転駆動させられる円すいころ軸受のトルク測定装置。   2. The torque measuring device for a tapered roller bearing according to claim 1, wherein the shaft is fixed to a stationary system and the housing is driven to rotate. 請求項1において、前記軸は静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記ハウジングは駆動回転させられ、前記軸に作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けた円すいころ軸受のトルク測定装置。   2. The rotational force measuring means according to claim 1, wherein said shaft is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and said housing is driven to rotate and rotational force acting on said shaft is measured. Torque measuring device for tapered roller bearings. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記拘束手段は、前記軸と筒状体とを連結する弾性を有する連結板であり、前記駆動力測定手段は、前記連結板の歪みを測定する歪みゲージである円すいころ軸受のトルク測定装置。   6. The device according to claim 1, wherein the restraining means is an elastic connecting plate that connects the shaft and the cylindrical body, and the driving force measuring means is configured to reduce distortion of the connecting plate. Torque measurement equipment for tapered roller bearings, which are strain gauges to measure. 被トルク測定物である円すいころ軸受の内輪に一体に嵌合する軸と、前記円すいころ軸受の外輪に一体に嵌合するハウジングとを備え、前記円すいころ軸受の円すいころの大端側の端面に接するつば相当部分を有する筒状体を前記外輪と別体で設け、この筒状体を、転がり玉軸受を介して前記ハウジングに支持させるとともに、拘束手段により前記ハウジングに対する回転を拘束し、前記筒状体に作用する駆動力を測定する駆動力測定手段を設けたことを特徴とする円すいころ軸受のトルク測定装置。   An end face on the large end side of the tapered roller of the tapered roller bearing, comprising: a shaft that is integrally fitted to an inner ring of a tapered roller bearing that is a to-be-measured object; and a housing that is integrally fitted to an outer ring of the tapered roller bearing. A cylindrical body having a collar-corresponding portion in contact with the outer ring is provided separately from the outer ring, and the cylindrical body is supported by the housing via a rolling ball bearing, and the rotation with respect to the housing is restrained by restraining means, A torque measuring device for a tapered roller bearing, characterized in that driving force measuring means for measuring a driving force acting on a cylindrical body is provided. 請求項7において、前記ハウジングは静止系に固定され、かつ前記軸は駆動回転させられる円すいころ軸受のトルク測定装置。   8. The torque measuring device for a tapered roller bearing according to claim 7, wherein the housing is fixed to a stationary system and the shaft is driven to rotate. 請求項7において、前記ハウジングは静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記軸は駆動回転させられ、前記ハウジングに作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けた円すいころ軸受のトルク測定装置。   8. The rotational force measuring means according to claim 7, wherein the housing is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and the shaft is driven to rotate to measure rotational force acting on the housing. Torque measuring device for tapered roller bearings. 請求項7において、前記軸は静止系に固定され、かつ前記ハウジングは回転駆動させられる円すいころ軸受のトルク測定装置。   8. The torque measuring device for a tapered roller bearing according to claim 7, wherein the shaft is fixed to a stationary system and the housing is driven to rotate. 請求項7において、前記軸は静止系に対して静圧気体スラスト軸受で回転自在に支持され、かつ前記ハウジングは駆動回転させられ、前記軸に作用する回転力を測定する回転力測定手段を設けた円すいころ軸受のトルク測定装置。   8. The rotational force measuring means according to claim 7, wherein said shaft is rotatably supported by a static pressure gas thrust bearing with respect to a stationary system, and said housing is driven to rotate and rotational force acting on said shaft is measured. Torque measuring device for tapered roller bearings. 請求項1ないし請求項11のいずれか1項において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受である円すいころ軸受のトルク測定装置。   The torque measuring device for a tapered roller bearing according to any one of claims 1 to 11, wherein the rolling bearing is an angular ball bearing.
JP2007171929A 2007-06-29 2007-06-29 Torque measuring device of tapered roller bearing Pending JP2009008593A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007171929A JP2009008593A (en) 2007-06-29 2007-06-29 Torque measuring device of tapered roller bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007171929A JP2009008593A (en) 2007-06-29 2007-06-29 Torque measuring device of tapered roller bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009008593A true JP2009008593A (en) 2009-01-15

Family

ID=40323811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007171929A Pending JP2009008593A (en) 2007-06-29 2007-06-29 Torque measuring device of tapered roller bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009008593A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204053A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Toyota Motor Corp Friction torque measuring device
CN103217289A (en) * 2013-03-26 2013-07-24 洛阳轴研科技股份有限公司 Dynamic detection method for simulating angular contact ball bearings in meteorological satellite scanning mechanism
CN107282466A (en) * 2017-08-14 2017-10-24 东莞市益诚自动化设备有限公司 Gear torsion force detection machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204053A (en) * 2009-03-05 2010-09-16 Toyota Motor Corp Friction torque measuring device
CN103217289A (en) * 2013-03-26 2013-07-24 洛阳轴研科技股份有限公司 Dynamic detection method for simulating angular contact ball bearings in meteorological satellite scanning mechanism
CN107282466A (en) * 2017-08-14 2017-10-24 东莞市益诚自动化设备有限公司 Gear torsion force detection machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102778313A (en) Device for testing dynamic friction torque of precise micro rolling bearing
JPH04364408A (en) Method and device for measuring contact angle of rolling bearing
EP3425225B1 (en) Detecting apparatus for detecting axial displacement of bearing unit
CN108138841B (en) Rolling bearing device with strain sensor device
JP2022035500A (en) Bearing gap measurement device
JP2016121956A (en) Torque measuring apparatus for rolling-element bearings
JP2019190864A (en) Rotary table and roundness measuring machine
JP2009061571A (en) Spindle device for machine tool spindle
JP3452010B2 (en) Rotation accuracy measuring device for rolling bearings
JP2009008593A (en) Torque measuring device of tapered roller bearing
JP3438403B2 (en) Rolling bearing vibration measurement device
JP2010002313A (en) Rotating torque detection apparatus
JPS6330709A (en) Measuring device for measuring allowance in radial direction of roller bearing
JPS6188015A (en) Pre-load controlling spindle unit
JP2006226809A (en) Load detector and load detection method
JP2005249594A (en) Measuring method for load on rolling element and bearing for measuring load
WO2022059573A1 (en) Bearing device
JP5318514B2 (en) Torque measuring device
JPH112239A (en) Device to measure various property of rolling bearing
JP3358366B2 (en) Load measuring device for rolling bearings
JP2006092412A (en) Rotation supporting device with sensor
JP3938901B2 (en) NRRO measuring device
JPS62231109A (en) Rotating accuracy measuring instrument for ball-and-roller bearing
EP1879033A3 (en) Sensor-equipped rolling bearing apparatus
JP5228607B2 (en) Preload measurement method for rolling bearing device