JP2015141150A - 接触角測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に、実用上のラジアル接触角の確認が可能な、接触角測定方法を提供する。【解決手段】 同心に配置された一対の軌道輪１０、２０、２１と、前記一対の軌道輪の間の直径Ｄｍのピッチ円上に転動自在に配置された複数の直径Ｂｄの玉３０と、前記複数の玉を所定の間隔に保持する保持器４０とからなり、軸受すきまを有する玉軸受１の、一方の軌道輪２０、２１を回転させ、他方の軌道輪１０を固定して、前記玉軸受のラジアル接触角を測定する接触角測定方法であって、前記玉軸受１に半径方向の負荷を与え、一方の軌道輪２０、２１を回転させ、一方の軌道輪２０、２１の回転数Ｎｒを検出し、前記複数の玉３０の公転回転数Ｎｃを測定し、前記軌道輪２０、２１の回転数Ｎｒと、前記玉３０の公転回転数Ｎｃを用いた計算式で、前記玉軸受１のラジアル接触角の代表値αを、算出する。【選択図】図２

Description

本発明は接触角測定方法に係わる。よりくわしくは４点接触玉軸受、３点接触玉軸受等の多点接触玉軸受のラジアル方向の接触角測定方法に関する。

玉軸受の接触角は軸受の寿命等の軸受性能に対する影響が大きく、実際に製作された玉軸受の接触角を確認することは、実際の軸受性能を保証するうえで、非常に重要である。
多点接触玉軸受等の接触角を測定する方法はいくつか紹介されている（特許文献１参照）。
軸受すきまを有する、多点接触玉軸受においては、ラジアル方向の荷重を受けた場合のラジアル接触角と、アキシャル方向の荷重を受けた場合のアキシャル接触角とは異なる。

しかし、通常の接触角の測定方法はアキシャル方向の荷重を受けた場合のアキシャル接触角の測定方法であり、ラジアル方向の荷重を受けた場合のラジアル接触角の測定は、考慮されていない。また、多点接触玉軸受のラジアル接触角を測定するには、両軌道に同時にラジアル荷重を負荷する必要があり、それぞれの軌道のラジアル接触角を個別に確認することはできない。

特開平４−３６４４０８号公報

通常、多点接触玉軸受は、主としてアキシャル荷重を受けるため、アキシャル接触角を確認することにより、軸受の寿命を推定することができる。
しかし、主としてラジアル荷重を受ける用途において、軸受の寿命等の性能や精度を推定するためには、ラジアル接触角の確認が不可欠である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、容易に、実用上のラジアル接触角の確認が可能な、玉軸受の接触角測定方法を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、同心に配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間の直径Ｄｍのピッチ円上に転動自在に配置された複数の直径Ｂｄの玉と、前記複数の玉を所定の間隔に保持する保持器とからなり、軸受すきまを有する玉軸受の、一方の軌道輪を回転させ、他方の軌道輪を固定して、前記玉軸受のラジアル接触角を測定する接触角測定方法であって、前記玉軸受に半径方向の負荷を与え、一方の軌道輪を回転させ、一方の軌道輪の回転数Ｎｒを検出し、前記複数の玉の公転回転数Ｎｃを測定し、前記軌道輪の回転数Ｎｒと、前記玉の公転回転数Ｎｃを用いた計算式で、前記玉軸受のラジアル接触角の代表値αを、算出することである。

軸受すきまを有する、４点接触玉軸受、３点接触玉軸受等の少なくとも一方の軌道輪に多列の軌道を有する玉軸受が、ラジアル方向の荷重を受けた場合のラジアル接触角は、前述のごとく、従来の測定方法では測定できない。これは、前記複数の玉は軌道輪の複数の軌道と接触しており、ラジアル方向の荷重を受けた状態で、それぞれの軌道のラジアル接触角を個別に測定することが不可能なためである。

本発明の方法によると、検出された前記軌道輪の回転数Ｎｒと、測定された前記玉の公転回転数Ｎｃを用いて、一つのラジアル接触角すなわちラジアル接触角の代表値αを算出できる。前記ラジアル接触角の代表値αは、それぞれの軌道のラジアル接触角の平均値に近く、被測定玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が外輪で、前記他方の軌道輪が内輪である複列アンギュラ玉軸受または４点接触玉軸受であって、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（２ｋ−１）・Ｄｍ／Ｂｄ｝なる計算式によって、前記ラジアル接触角の代表値αを算出することである。

前記一方の軌道輪が外輪で、前記他方の軌道輪が内輪である４点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１＋Ｂｄ・ｃｏｓα／Ｄｍ）・Ｎｒ／２で表される。
本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、外輪が回転する４点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（２ｋ−１）・Ｄｍ／Ｂｄ｝なる計算式で算出でき、外輪が回転する４点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が内輪で、前記他方の軌道輪が外輪である４点接触玉軸受であって、前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{(１−２ｋ）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式によって算出することである。

前記一方の軌道輪が内輪で、前記他方の軌道輪が外輪である４点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１−Ｂｄ・ｃｏｓα／Ｄｍ）・Ｎｒ／（１＋ｃｏｓα）で表される。

本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、内輪が回転する４点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１−Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式で算出でき、内輪が回転する４点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受であって、前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１＋Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出することである。

前記一方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１＋Ｂｄ／Ｄｍ）・ｃｏｓα・Ｎｒ／（１＋ｃｏｓα）で表される。

本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、外輪が回転し、２列の内輪軌道を有する３点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１＋Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式で算出でき、外輪が回転し、２列の内輪軌道を有する３点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受であって、前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１＋Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出することである。

前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１−Ｂｄ・ｃｏｓα／Ｄｍ）・Ｎｒ／（１＋ｃｏｓα）で表される。

本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、内輪が回転し、２列の内輪軌道を有する３点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（ｋ＋Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式で算出でき、内輪が回転し、２列の内輪軌道を有する３点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項６に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受であって、前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１−Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式によって算出することである。

前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１＋Ｂｄ・ｃｏｓα／Ｄｍ）・Ｎｒ／（１＋ｃｏｓα）で表される。

本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、外輪が回転し、２列の外輪軌道を有する３点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１−Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式で算出でき、外輪が回転し、２列の外輪軌道を有する３点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

上記の課題を解決するため、請求項７に係る発明の構成上の特徴は、前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が１列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が２列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受であって、
前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１−Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出することである。

前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受のラジアル接触角と、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃの関係は、Ｎｃ＝（１−Ｂｄ／Ｄｍ）・ｃｏｓα・Ｎｒ／（１＋ｃｏｓα）で表される。

本発明の構成によると、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃが測定され、既知となり、軌道輪回転数Ｎｒと、玉の公転回転数Ｎｃから、外輪が回転し、２列の外輪軌道を有する３点接触玉軸受の一つのラジアル接触角、すなわちラジアル接触角の代表値αの算出が可能である。ここで、ラジアル接触角の代表値αは、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１−Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式で算出でき、外輪が回転し、２列の外輪軌道を有する３点接触玉軸受の実用上有効なラジアル接触角として、性能や、品質を判断することが可能である。

本発明によれば、容易に、実用上のラジアル接触角の確認が可能な、接触角測定方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態の接触角測定方法に係わる被測定玉軸受の平面図である。 本発明の第１の実施形態の接触角測定方法に係わる測定装置の側面図である。 本発明の第２の実施形態の接触角測定方法に係わる測定装置の側面図である。 本発明の実施形態の接触角測定方法に係わる第２被測定玉軸受の平面図である。 本発明の実施形態の接触角測定方法に係わる第３被測定玉軸受の平面図である。

（第１の実施形態）
この発明の第１の実施形態の接触角測定方法を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の接触角測定方法に係わる被測定玉軸受１の断面図である。被測定玉軸受１は、外輪１０と、外輪１０と一対の軌道輪として、外輪１０と同心に配置された２個の内輪２０，２１を有している。外輪１０は内周に２列の外輪軌道１１、１２が形成され、内輪２０、２１は外周にそれぞれ１列の内輪軌道２２、２３が形成されている。被測定玉軸受１は、４点接触玉軸受と称される形式で、外輪軌道１１、１２と内輪軌道２２、２３に接して、１列に配置された複数の、直径Ｂｄの玉３０と、１列の複数の玉３０を所定の間隔に保持する保持器４０とを有している。

１列の複数の玉３０は、保持器４０に円周上、等間隔に設けられた複数のポケット４１内に保持され、直径Ｄｍのピッチ円上に転動自在に配置されている。すなわち、保持器４０の回転数は１列の複数の玉３０の公転回転数Ｎｒに等しい。外輪軌道１１、１２は、それぞれ所定の曲率ｇｒｏ１、ｇｒｏ２の円弧状に形成され、内輪軌道２２、２３は、それぞれ、所定の曲率ｇｒｉ１、ｇｒｉ２の円弧状に形成されている。外輪軌道１１、１２および内輪軌道２２、２３と、複数の玉３０とが、それぞれ、所定のラジアル接触角α０の４点で接触するよう、曲率中心位置が定められている。また、被測定玉軸受１の複数の玉３０と、外輪軌道１１、１２および内輪軌道２２、２３の間には軸受すきまが与えられている。

また、実際の被測定玉軸受１においては、加工誤差によって、軌道の曲率、曲率中心位置、軸受すきまが変化し、複数の玉３０と、外輪軌道１１、１２、内輪軌道２２、２３とは、所定のラジアル方向の接触角α０とは異なるラジアル接触角で接触する。さらに、この実際のラジアル方向の接触角は、４点それぞれ異なる場合がある。

図２は、本発明の第１の実施形態の接触角測定方法に係わる測定装置１００の断面図である。測定装置１００は、被測定玉軸受１の一方の軌道輪である内輪２０、２１を回転させ、他方の軌道輪である外輪１０を固定して、被測定玉軸受１のラジアル接触角を測定する接触角測定装置である。

図２によると、測定装置１００は、本体部１１０と、被測定玉軸受１を取付ける主軸１２０と、主軸１２０を回転させる駆動部１３０と、被測定玉軸受１の外輪１０を保持し、外輪１０の回転を防止する外輪保持手段１４０と、被測定玉軸受１に半径方向の負荷を与える、ラジアル負荷手段１５０と、被測定玉軸受１の内輪２０、２１の回転数Ｎｒを検出する軌道輪回転数検出手段１６０と、複数の玉３０の公転数回転Ｎｃを測定する公転回転数測定手段１７０と、演算装置１８０とを有している。

本体部１１０は、ベース１１１と、ベース１１１に垂直に固定されたコラム１１２とで構成される。コラム１１２には、主軸穴１１３が、軸線を水平に貫通して形成されている。主軸穴１１３の内周には、支持軸受１１４が配置されている。

主軸１２０は軸線方向中間部の外周に支持部１２１が形成され、支持部１２１が支持軸受１１４を介して本体部１１０のコラム１１２に回転自在に支持されている。
主軸１２０の軸線方向一方側の外周には被測定玉軸受１を取付ける軸受嵌合部１２２が形成され、支持部１２１をはさみ、他方側端部にはプーリ１２３が固定されている。軸受嵌合部１２２の端部側には、被測定玉軸受１の内輪２０、２１を締付けるための、ねじ部１２４が形成されている。

主軸１２０の、プーリ１２３と支持部１２１の間の外周には、軌道輪回転数Ｎｒを検出するための軌道輪回転数検出手段１６０を構成する回転要素１６１が固着されている。
コラム１１２のモータ側(図２中左側）には、主軸１２０の回転要素１６１に半径方向に対峙して、軌道輪回転数検出手段１６０を構成する回転数検出センサ１６２が固定されている。回転数検出センサ１６２は、主軸１２０の回転数Ｎｒを、演算装置１８０に伝達する第１ワイヤ１６３を有している。

また、コラム１１２の被測定玉軸受１取付け側（図２中右側）には、被測定玉軸受１の保持器４０の側面に軸線方向に対峙する位置に、公転回転数測定手段１７０を構成する公転測定センサ１７２が固定されている。公転測定センサ１７２は、保持器４０の回転数Ｎｃを演算装置１８０に伝達する第２ワイヤ１７３を有している。

駆動部１３０は、駆動モータ１３１と、駆動プーリ１３２と、回転伝達ベルト１３３とで構成されている。駆動プーリ１３２は、駆動モータ１３１の出力軸に固定され、主軸１２０のプーリ１２３との間には回転伝達ベルト１３３が巻きかけられ、駆動モータ１３１によって主軸１２０が駆動される。

外輪保持手段１４０は、負荷輪１４１と、側板１４２と、複数の固定ねじ１４３とからなる。負荷輪１４１は円環状で、内周の直径は被測定玉軸受１の外輪の外径寸法に等しい。
負荷輪１４１の外周の円周上一箇所には負荷ねじ穴１４３が形成されている。負荷輪１４１の一方側側面は半径方向に縮径するフランジ１４４が形成され、他方側側面には側板固定用の複数のねじ穴１４５が軸線方向に設けられている。側板１４２は円環状で、円周上、負荷輪１４１の複数のねじ穴１４５に対峙して、複数の軸線方向の貫通穴１４７を有している。

また、本体部１１０のコラム１１２の被測定玉軸受１取付け側（図２中右側）の側面には、被測定玉軸受１の外輪１０の側面に軸線方向に対峙する位置に、回転止め溝１１５を有している。外輪保持手段１４０の負荷輪１４１の一方側側面の円周上負荷ねじ穴１４３と同一位置には、角柱形の回転止めブロック１４６が固定されている。

ラジアル負荷手段１５０は、取付部１５１と、負荷ボルト１５６とからなる。取付部１５１は、２個の柱部１５２と、上部平面部１５３とからなる門形に形成され、両柱部１５２下端部が、主軸１２０の軸受嵌合部１２２直下のベース１１１に固定ボルト１５５で固定されている。上部平面部１５３の中央には貫通穴１５４が形成されている。

演算装置１８０は、諸元入力部１８１と、代表値αを算出する演算部１８２と、算出された代表値αを表示する表示部１８３を内蔵している。また、演算装置１８０には、第１ワイヤ１６３、第２ワイヤ１７３が連結され、回転数検出センサ１６２から主軸１２０の回転数Ｎｒ、公転測定センサ１７２から保持器４０の回転数Ｎｃが伝達される。
諸元入力部１８１は、被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍの入力手段を有している。

演算部１８２では、以下の演算が行われる。
被測定玉軸受１の形式が、４点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{(１−２ｋ）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式で算出する。
被測定玉軸受１の形式が、内輪が２列の軌道を有し、外輪が１列の軌道を有する３点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（ｋ＋Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式で算出する。
被測定玉軸受１の形式が、内輪が１列の軌道を有し、外輪が２列の軌道を有する３点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１−Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出する。

以下、本発明の第１の実施形態の接触角測定方法について説明する。被測定玉軸受１の保持器４０の軸線方向一方側の側面に、公転回転数測定手段１７０を構成する公転用パルサー１７１を固着する。このとき、前述のごとく、１列の複数の玉３０は、保持器４０に保持されているため、保持器４０の回転数は１列の複数の玉３０の公転回転数Ｎｒに等しい。

ここで、被測定玉軸受１の外輪１０の外周に、外輪保持手段１４０の負荷輪１４１の内周を嵌合し、外輪１０の一方側の側面をフランジ１４４側面に当接させる。つぎに、外輪１０の他方側の負荷輪１４１側面と側板１４２を対峙させ、複数の固定ねじ１４８を側板１４２の複数の貫通穴１４７を挿通し、負荷輪１４１のねじ穴１４５に螺合して、締付け、被測定玉軸受１の外輪１０と外輪保持手段１４０を固定する。

さらに、被測定玉軸受１を、保持器４０に固着された公転用パルサー１７１が、コラム１１２に固定された公転測定センサ１７２に対峙する方向に配置する。被測定玉軸受１の内輪２０、２１を、主軸１２０の、軸受嵌合部１２２に外嵌して挿入し、ナット１２６を主軸１２０のねじ部１２４に螺合し、リング１２５を介して、内輪２０，２１を締付け、被測定玉軸受１を主軸１２０に固定する。

ここで、被測定玉軸受１の外輪１０と外輪保持手段１４０を回転し、外輪保持手段１４０の負荷ねじ部１４３を最下点に位置させる。また、外輪保持手段１４０の回転止めブロック１４６を、コラム１１２の回転止め溝１１５に挿入し、外輪１０の回転止めを行う。
つぎに、負荷ボルト１５６を、取付部１５１の上部平面部１５３の貫通穴１５４に挿通させ、外輪保持手段１４０の負荷ねじ部１４３に螺合させることにより、被測定玉軸受１に所定のラジアル方向に負荷をあたえ、軸受すきまを垂直方向下方に集中させる。

このとき、内輪２０、２１が回転する軌道輪すなわち一方の軌道輪となり、外輪１０が固定された軌道輪すなわち他方の軌道輪となる。この状態で主軸１２０が回転した時、主軸１２０の回転数は、内輪２０，２１の回転数Ｎｒに等しい。
ここで、演算装置１８０の諸元入力部１８１の各入力手段より、被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍを入力する。この状態で、駆動モータ１３１を起動し、測定を開始する。

軌道輪回転数検出手段１６０の回転数検出センサ１６２から第１ワイヤ１６３を介して転送される主軸１２０の回転数すなわち内輪２０の回転数Ｎｒと、公転回転数測定手段１７０の公転測定センサ１７２から、ワイヤ１７３を介して転送される保持器４０の回転数すなわち複数の玉３０の公転回転数Ｎｃとが演算装置１８０の演算部１８２に入力される。演算部１８２では、予め入力されている被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍと内輪２０の回転数Ｎｒ、複数の玉３０の公転回転数Ｎｃを用いて、代表値α算出が行われる。

第1の実施形態の実施形態の接触角測定方法にかかる被測定玉軸受１の形式は４点接触玉軸受であり、代表値αは、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{(１−２ｋ）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式で算出される。算出された代表値αは表示部１８３に表示される。
この代表値αと所定のラジアル接触角α０との差を確認することにより、被測定玉軸受１の性能や、品質を判断することが可能である。

（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態の接触角測定方法を図面を参照して説明する。
図３は本発明の第２の実施形態の接触角測定方法に係わる測定装置の側面図である。
第２の実施形態の接触角測定方法では、被測定玉軸受１は第１の実施形態の接触角測定方法と共通で、測定装置２００が第１の実施形態の接触角測定方法の測定装置１００と異なる。
第２の実施形態の接触角測定方法では、第１の実施形態の接触角測定方法と共通の形状、構成、作用効果については説明を省略することにし、第１の実施形態の接触角測定方法と異なる構成、作用効果についてのみ説明を行う

図３は、本発明の第２の実施形態の接触角測定方法に係わる測定装置２００の断面図である。測定装置２００は、被測定玉軸受１の一方の軌道輪である外輪１０を回転させ、他方の軌道輪である内輪２０、２１を固定して、被測定玉軸受１のラジアル方向の接触角を測定する接触角測定装置である。

図３によると、測定装置２００は、本体部２１０と、被測定玉軸受１を取付ける主軸２２０と、主軸２２０と、被測定玉軸受１の保持する外輪保持手段２４０と、外輪１０を回転させる駆動部２３０と、被測定玉軸受１に半径方向の負荷を与えるラジアル負荷手段２５０と、被測定玉軸受１の外輪１０の回転数Ｎｒを検出する軌道輪回転数検出手段２６０と、複数の玉３０の公転数回転Ｎｃを測定する公転回転数測定手段２７０と、演算、表示部２８０とを有している。

本体部２１０は、ベース２１１と、ベース２１１に垂直に固定されたコラム２１２とで構成される。コラム２１２は、主軸２２０を水平方向に拘束し、酢直方向に移動可能に保持するスライド溝２１３を有している。

主軸２２０は軸線方向中間部の外周には被測定玉軸受１を取付ける円筒形状の軸受嵌合部２２１が形成され、一方側の端部は軸受嵌合部２２１の軸線に直角に拡張する板状の取付部２２２に連なっている。軸受嵌合部２２１の他方側の端部には、被測定玉軸受１の内輪２０、２１を締付けるための、ねじ部２２３が形成されている。取付部２２２の被測定軸受１取付け側（図３中右側）には、被測定玉軸受１の保持器４０の側面に軸線方向に対峙する位置に、公転回転数測定手段２７０を構成する公転測定センサー２７２が固定されている。公転測定センサー２７２には保持器４０の回転数Ｎｃを演算装置２８０に伝達する第２ワイヤ２７３を有している。

取付部２２２の被測定玉軸受１取付けと反対側（図３中左側）には、軸受嵌合部２２１の軸線と直角に方向上下方向にスライド板２２６が形成されている。また、取付部２２２の上方端部には、軸受嵌合部２２１側に拡張する負荷板２２７を有し、負荷板２２７には垂直方向の負荷ねじ穴２２８が形成されている。

外輪保持手段２４０は、保持輪２４１と、側板２４２と、複数の固定ねじ２４３とからなる。保持輪２４１は円環状で、内周の直径は被測定玉軸受１の外輪の外径寸法に等しい。保持輪２４１の一方側側面は半径方向に縮径するフランジ２４４が形成され、他方側側面には側板固定用の複数のねじ穴２４５が軸線方向に設けられている。側板２４２は円環状で、円周上、保持輪２４１の複数のねじ穴２４５に対峙して、複数の軸線方向の貫通穴２４６を有している。

保持輪２４１のフランジ２４４側の外周には、軌道輪回転数Ｎｒを検出するための軌道輪回転数検出手段２６０を構成する回転要素２６１が固着されている。
保持輪２４１の外周の軸線方向中央には、全円周にベルト溝２４３が形成されている。

コラム２１２の被測定玉軸受側（図３中右側）には、保持輪２４１の回転要素２６１に半径方向に対峙して、軌道輪回転数検出手段２６０を構成する回転数検出センサ２６２が固定されている。回転数検出センサ２６２は、保持輪２４１の回転数Ｎｒを、演算装置２８０に伝達する第１ワイヤ２６３を有している。

ラジアル負荷手段２５０は、水平部２５１と、負荷ボルト２５２とからなる。水平部２５１は、平板状で、ベース１１１に固定ボルト２５４で本体部２１０の上方端部に固定されている。水平部２５１の被測定玉軸受側には貫通穴１５４が垂直に形成されている。

駆動部２３０は、駆動モータ２３１と、駆動プーリ２３２と、回転伝達ベルト２３３とで構成されている。駆動プーリ２３２は、駆動モータ２３１の出力軸に固定され、保持輪２４１のベルト溝２４３との間には回転伝達ベルト２３３が巻きかけられ、駆動モータ２３１によって保持輪２４１が駆動される。

演算装置２８０は、諸元入力部２８１と、代表値αを算出する演算部２８２と、算出された代表値αを表示する表示部２８３を内蔵している。また、演算装置２８０には、第１ワイヤ２６３、第２ワイヤ２７３が連結され、回転数検出センサ２６２からの保持輪２４１の回転数Ｎｒ、公転測定センサ２７２から保持器４０の回転数Ｎｃが伝達される。
諸元入力部２８１は、被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍの入力手段を有している。

演算部２８２では、以下の演算が行われる。
被測定玉軸受１の形式が、４点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{(２ｋ−１）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式で算出する。
被測定玉軸受１の形式が、内輪が２列の軌道を有し、外輪が１列の軌道を有する３点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１＋Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式で算出する。
被測定玉軸受１の形式が、内輪が１列の軌道を有し、外輪が２列の軌道を有する３点接触玉軸受のとき、代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１−Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式によって算出する。

以下、本発明の第２の実施形態の接触角測定方法について説明する。被測定玉軸受１の保持器４０の軸線方向一方側の側面に、公転回転数測定手段２７０を構成する公転用パルサー２７１を固着する。このとき、前述のごとく、１列の複数の玉３０は、保持器４０に保持されているため、保持器４０の回転数は１列の複数の玉３０の公転回転数Ｎｒに等しい。

ここで、被測定玉軸受１の外輪１０の外周に、外輪保持手段２４０の保持輪２４１の内周を嵌合し、外輪１０の一方側の側面をフランジ２４４側面に当接させる。つぎに、保持輪２４１の他方側の側面と側板２４２を対峙させ、複数の固定ねじ２４３を側板２４２の複数の貫通穴２４６を挿通し、保持輪２４１のねじ穴２４５に螺合して、締付け、被測定玉軸受１の外輪１０と外輪保持手段２４０を固定する。

さらに、被測定玉軸受１を、保持器４０に固着された公転用パルサー２７１が、主軸２２０の取付部２２２に固定された公転測定センサー２７２に対峙する方向に配置する。被測定軸受１の内輪２０、２１を、主軸２２０の、軸受嵌合部２２１に外嵌して挿入し、ナット２２４を主軸２２０のねじ部２２３に螺合し、リング２２５を介して、内輪２０，２１を締付け、被測定玉軸受１を主軸２２０に固定する。

ここで、駆動部２３０の駆動プーリ２３２と保持輪２４１のベルト溝２４３との間に回転伝達ベルト２３３を巻きかける。
次に、負荷ボルト２５２を、ラジアル負荷手段２５０の水平部２５１に形成された貫通穴２５３に挿通させ、主軸２２０の負荷板２２７に形成された負荷ねじ穴２２８に螺合させることにより、被測定玉軸受１に所定のラジアル方向に負荷をあたえ、軸受すきまを垂直方向下方に集中させる。

このとき、内輪２０、２１が回転する軌道輪すなわち一方の軌道輪となり、外輪１０が固定された軌道輪すなわち他方の軌道輪となる。この状態で保持輪２４１が回転した時、保持輪２４１の回転数は、内輪２０，２１の回転数Ｎｒに等しい。
ここで、演算装置２８０の諸元入力部２８１の各入力手段より、被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍを入力する。この状態で、駆動モータ２３１を起動し、測定を開始する。

軌道輪回転数検出手段２６０の回転数検出センサ２６２から第１ワイヤ２６３を介して転送される保持輪２４１の回転数すなわち内輪２０の回転数Ｎｒと、公転回転数測定手段２７０の公転測定センサ２７２から、第２ワイヤ２７３を介して転送される保持器４０の回転数すなわち複数の玉３０の公転回転数Ｎｃとが演算装置２８０の演算部２８２に入力される。演算部２８２では、予め入力されている被測定玉軸受１の形式、玉３０の直径Ｂｄ、玉３０のピッチ円の直径Ｄｍと内輪２０の回転数Ｎｒ、複数の玉３０の公転回転数Ｎｃを用いて、代表値α算出が行われる。

第２の実施形態の実施形態の接触角測定方法にかかる被測定玉軸受１の形式は４点接触玉軸受であり、代表値αは、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{(２ｋ−１）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式で算出される。算出された代表値αは表示部２８３に表示される。
この代表値αと所定のラジアル接触角α０との差を確認することにより、被測定玉軸受１の性能や、品質を判断することが可能である。

第１の実施形態、および第２の実施形態では、被測定玉軸受１は通常４点接触玉軸受と称される玉軸受であるが、本発明の他の実施形態においては、被測定玉軸受１は、図４に示す内輪に２列の軌道を有する３点接触玉軸受３、図５に示す外輪に２列の軌道を有する３点接触玉軸受４等、他の形式の玉軸受であってもよい。被測定玉軸受１が他の形式の玉軸受の場合、第１の実施形態、および第２の実施形態における演算装置部１８０、２８０の諸元入力部１８１、２８１の入力手段より、該当する被測定玉軸受１の形式を入力することにより、測定が可能である。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは当然である。

１，３、４ ‥ 玉軸受
１０，３１０，４１０，４１１ ‥ 外輪（軌道輪）
２０，２１，３２０，３２１，４２０ ‥ 内輪（軌道輪）
３０，３３０，４３０ ‥ 玉
４０，３４０，４４０ ‥ 保持器
１００，２００ ‥ 接触角測定装置
α ‥ 接触角の代表値
Ｎｃ ‥ 玉の公転回転数
Ｎｒ ‥ 軌道輪の回転数
Ｄｍ ‥ ピッチ円直径（直径）
Ｂｄ ‥ 玉の直径（直径）

Claims (7)

1. 同心に配置された一対の軌道輪と、前記一対の軌道輪の間の直径Ｄｍのピッチ円上に転動自在に配置された複数の直径Ｂｄの玉と、前記複数の玉を所定の間隔に保持する保持器とからなり、軸受すきまを有する玉軸受の、一方の軌道輪を回転させ、他方の軌道輪を固定して、前記玉軸受のラジアル接触角を測定する接触角測定方法であって、
   前記玉軸受に半径方向の負荷を与え、一方の軌道輪を回転させ、一方の軌道輪の回転数Ｎｒを検出し、前記複数の玉の公転回転数Ｎｃを測定し、
   前記軌道輪の回転数Ｎｒと、前記玉の公転回転数Ｎｃを用いた計算式で、前記玉軸受のラジアル接触角の代表値αを、算出することを特徴とする接触角測定方法。
2. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が外輪で、前記他方の軌道輪が内輪である４点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（２ｋ−１）・Ｄｍ／Ｂｄ}なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。
3. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が内輪で、前記他方の軌道輪が外輪である４点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ{（１−２ｋ）・Ｄｍ／Ｂｄ｝なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。
4. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１＋Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。
5. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（ｋ＋Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。
6. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が２列の軌道を有する外輪で、前記他方の軌道輪が１列の軌道を有する内輪である、３点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛（１−ｋ）／（１−Ｂｄ／Ｄｍ）｝なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。
7. 前記玉軸受は、前記一方の軌道輪が１列の軌道を有する内輪で、前記他方の軌道輪が２列の軌道を有する外輪である、３点接触玉軸受であって、
   前記代表値αを、ｋ＝Ｎｃ／Ｎｒとして、α＝ａｒｃｃｏｓ｛ｋ／（１−Ｂｄ／Ｄｍ−ｋ）｝なる計算式によって算出することを特徴とする請求項１に記載の接触角測定方法。

Images