JP2016145735A - Arbor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に内燃機関の冷却水ポンプに用いられる転がり軸受に対して、軸受内部の傷や異物を検出するための検査機に関する。 The present invention relates to an inspection machine for detecting scratches and foreign matters inside a bearing for a rolling bearing mainly used for a cooling water pump of an internal combustion engine.
従来より、転がり軸受の振動測定装置として、外輪又は内輪を回転駆動する駆動手段、外輪または内輪の振動または弾性波を検出する振動ピックアップ、および振動ピックアップで検出された信号を解析する周波数変換器を備えたものが知られている。 Conventionally, as a vibration measuring device for a rolling bearing, a driving means for rotationally driving an outer ring or an inner ring, a vibration pickup for detecting vibration or elastic wave of the outer ring or the inner ring, and a frequency converter for analyzing a signal detected by the vibration pickup are provided. What you have is known.
上記構成を有する振動測定装置は、検出された振動(変位、速度、加速度の変動や弾性波)を分析し、例えば、転がり軸受の軌道輪(内輪または外輪)や転動体(各種ころまたは玉)の転走面の傷、面粗さ、ウェービネス、形状不良や異物混入の有無等を調べたり、耐久試験等において軸受に異状が生じないか監視したりする。 The vibration measuring device having the above configuration analyzes the detected vibration (displacement, velocity, acceleration fluctuations and elastic waves) and, for example, a bearing ring (inner ring or outer ring) or a rolling element (various rollers or balls) of a rolling bearing. The surface of the rolling surface is checked for scratches, surface roughness, webiness, shape defects, foreign matter contamination, etc., and in an endurance test or the like, the bearing is monitored for abnormalities.
例えば特許文献1に記載された振動測定装置は水ポンプ軸受等に対して外輪または軸にラジアル荷重をかけ、局所的に転動体と軌道輪との間のすきまをなくした状態で軸受を駆動し、軸受単体の振動評価を行なうようにされている。また、接触角を有する軸受(例えば、玉軸受等)に対しては軸受の寸法に応じた軸方向の荷重を負荷した状態で軸受を駆動し、軸受単体の振動評価を行なうようにされている。 For example, the vibration measuring device described in Patent Document 1 applies a radial load to the outer ring or shaft of a water pump bearing or the like, and drives the bearing in a state where the clearance between the rolling element and the raceway ring is locally eliminated. The vibration evaluation of a single bearing is performed. Further, for bearings having a contact angle (for example, ball bearings), the bearing is driven with an axial load corresponding to the size of the bearing applied, and vibration evaluation of the bearing alone is performed. .
内燃機関に水ポンプ軸受が組み込まれた状態では軸の前後の端面は使用しないことが多い。その場合には軸の端面に対しては仕上げ加工がなされないので、端面の平面度や回転軸に対する直角度は保証されていない。このため、軸端面の平面度や直角度の低いワークにおいては、転動体に予圧を負荷するためにアキシャル荷重を掛けるための軸端を押すと、軸が傾くことがある。軸が傾くと軸受にモーメント荷重が掛かり、正しい測定結果が得られない虞がある。本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸端の仕上げ加工がなされていない水ポンプ軸受に対しても正確な測定結果が得られる振動測定装置を提供することにある。 When the water pump bearing is incorporated in the internal combustion engine, the front and rear end faces of the shaft are often not used. In that case, since the finishing process is not performed on the end face of the shaft, the flatness of the end face and the perpendicularity to the rotation axis are not guaranteed. For this reason, in a workpiece having a low flatness or perpendicularity of the shaft end surface, the shaft may be inclined when the shaft end for applying an axial load is applied in order to apply a preload to the rolling elements. If the shaft is tilted, a moment load is applied to the bearing, and a correct measurement result may not be obtained. The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a vibration measuring apparatus capable of obtaining an accurate measurement result even for a water pump bearing in which a shaft end is not finished. There is to do.
本発明の目的は、下記の構成により達成される。
(1)円柱状の一端には回転軸に平行な孔が設けられ、他端はテーパ形状とされており、円盤状の弾性体と、円盤状の基部と、シャフトからなる弾性体ディスクが前記孔の底部に配置されているアーバー。
(2)前記弾性体ディスクが交換可能に取り付けられていることを特徴とする(1)に記載のアーバー。
(3)前記弾性体がNBR、EPDM、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムネオプレンゴムまたはフッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする(1)または(2)に記載のアーバー。
The object of the present invention is achieved by the following constitution.
(1) A hole parallel to the rotation axis is provided at one end of the columnar shape, and the other end is tapered. The disk-shaped elastic body, the disk-shaped base portion, and the elastic disk composed of the shaft are Arbor located at the bottom of the hole.
(2) The arbor according to (1), wherein the elastic disk is attached in a replaceable manner.
(3) The arbor according to (1) or (2), wherein the elastic body is any one of NBR, EPDM, chloroprene rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluororubber neoprene rubber or fluororubber.
軸にアキシャル荷重を掛けても軸が傾かず、正しい振動測定の結果が得られる。 Even if an axial load is applied to the shaft, the shaft does not tilt, and a correct vibration measurement result is obtained.
図1は本発明の実施形態を示している。振動測定を行う水ポンプ用軸受13は、内周面に複列の外輪軌道2、2を有する外輪3と、外周面に複列の内輪軌道4、4を有する軸14と、上記各外輪軌道2、2と内輪軌道4、4との間に転動自在に設けられた複数の玉12、12とから成る。測定時には、軸14の一方がスピンドル15、電動モータ16等と共に駆動装置を構成するアーバー17の一端(図1の左端面)に設けられた孔17aに嵌合される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The water pump bearing 13 for measuring vibration includes an outer ring 3 having double-row
上記アーバー17は、スピンドル15の一端面(図1の右端面)中心部に形成されたテーパ孔18に嵌合固定される。そしてこのスピンドル15は、軸受19の内側に回転自在に支持される。この軸受19として好ましくは、静圧気体軸受、磁気軸受、超電導軸受等、
上記スピンドル15の回転に伴なって振動を発生しない構造のものを使用する。
The
A structure that does not generate vibration as the
この様にして軸受19に支持されたスピンドル15は、電動モータ16により回転駆動自在としている。図示の実施例の場合、上記スピンドル15の他端面中心部に固定した従動プーリ21と上記電動モータ16の出力軸に固定した駆動プーリ22との間に、ベルト
23を掛け渡している。上記電動モータ16への通電により上記スピンドル15は、例えば1分当たり約1800回転の一定速度で回転駆動される。
The
尚、上記ベルト23の張力及び材質を工夫する事で、電動モータ16によるスピンドル15の回転駆動時に、このスピンドル15が振動する事を防止する。又、図示の実施例とは別に、スピンドル15と電動モータ16の出力軸とを同心に配置し、マグネットカッ
プリング等を介して、上記スピンドル15を回転駆動する事も出来る。
In addition, by devising the tension and material of the
加圧機構24は、その端面が前記アーバー17に支持された水ポンプ軸受13の外輪3の端面に対向した状態で設けられる。この加圧機構24は、加圧シリンダ25と加圧治具26とを有する。加圧シリンダ25に嵌装された加圧ピストン28に、ロッド29の基端部を固定し、このロッド29の先端部に、加圧治具26を結合している。振動測定を行う際は加圧シリンダ25の加圧室33に圧縮空気もしくは作動油を注入させて加圧ピストン28を加圧し、ロッド29及び加圧治具26を経由して外輪3にアキシャル荷重を負荷する。
The
水ポンプ軸受13の振動を測定する検出器であるコンバータ36は、先端の測定子37が外輪3の表面に接するよう配置されている。このコンバータ36は、回転している水ポンプ軸受13の内部に傷や異物が存在することで発生する微小な振動を、外輪3の表面の径方向変位として検出し、電気信号に変換した上でアンプ38に送る。尚、検出器としては、上記のコンバータ36の他に変位計、加速度計等、上記振動を検出できるものであれば、何れも使用可能である。アンプ38で増幅された電気信号は、制御装置39に送られ、電気信号を振動の測定結果として判定を行い、良品、不良品の判定を行う。また、制御装置39は、加圧機構24や電動モータ16、アンプ38、図示しない搬送装置等の動作を制御する。
The
図2はアーバー17を示す部分断面図である。図2(a)はアーバー17の分解状態、図2(b)はアーバー17を組み立てた状態である。アーバー17の一端には軸14を嵌め合わせるため、回転軸に平行な孔17aが設けられており、孔17aの内径は軸14の外径よりもわずかに大きく設定されている。孔17aの底面には小径孔17bが設けられ、小径孔17bの軸方向中央部付近には軸14の径方向にねじ穴17cが設けられている。また、アーバー17の他端はテーパ形状となっており、スピンドル15の軸に設けられたテーパ孔18と嵌合される。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the
アーバー17の孔17aには弾性体ディスク30が挿入される。弾性体ディスク30 は弾性体30aと基部30bとシャフト30cから構成されている。弾性体ディスク30を孔17aに挿入しねじ穴17cから止めねじ31を用いてシャフト30cを押圧し、固定する。弾性体30aの材質はNBR(ニトリルブタジエンコポリマー)、EPDM(エチレンプロピレン)、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムを用いることができる。弾性体30aに用いる材料の硬度は水ポンプ軸受13の型番に応じて適切なものを選択できるよう、数種類の弾性体ディスク30を用意し、必要に応じて選択する。例えば大型の水ポンプ軸受に対しては大きなアキシャル荷重が必要になることから硬いゴムを選択する。
An
次に、本発明に係るアーバーの作用、効果について説明する。図示しない搬送装置が水ポンプ軸受13をアーバー17と正対する測定位置に搬送し、軸14をアーバー17の孔17aに挿入する。その状態で加圧シリンダ25の加圧室33に圧縮空気もしくは作動油を注入させて加圧ピストン28を加圧し、ロッド29及び加圧治具26を経由して外輪3にアキシャル荷重を負荷する。この結果、水ポンプ軸受13全体がわずかにアーバー17に向かって変位し、軸14の一端の端面と弾性体ディスク30が接触する。水ポンプ軸受13の内部に組み込まれた複数の玉12には軸14と外輪3から圧迫されることで予圧が生じる。
Next, functions and effects of the arbor according to the present invention will be described. A transport device (not shown) transports the water pump bearing 13 to a measurement position facing the
次にコンバータ36の測定子37を外輪3の外周面に接触させた状態にして電動モータ16を稼動させてスピンドル15を回転させ、もって軸14を回転させる。その結果、軸受内部の複数の玉12が外輪軌道2と内輪軌道4のそれぞれの表面と接触しながら回転かつ移動するので、玉12や外輪軌道2、内輪軌道3に傷があった場合、振動となって現れる。振動はコンバータ36によって電気信号に変換され、アンプ38に送られる。アンプ38で増幅された電気信号は、制御装置39に送られ、電気信号を振動の測定結果として、所定の判定基準に従い良品、不良品の判定を行う。
Next, with the probe 37 of the
ところで、内燃機関に水ポンプ軸受13が組み込まれた状態では軸14の前後の端面は使用しないことが多いため、軸14の端面に対しては仕上げ加工がなされない場合がある。端面の仕上げ加工がされていない軸14においては、端面の平面度や回転軸に対する直角度は保証されていない。端面の平面度や直角度の低い場合、予圧を負荷するためにアキシャル荷重を掛けようとして端面を押すと、軸が傾くことがある。軸が傾くと軸受にモーメント荷重が生じて正しい測定結果が得られない虞がある。本発明に係るアーバー17はこの課題を解決することが可能である。
By the way, in the state where the
すなわち、本発明に係るアーバー17を用いれば弾性体ディスク30に設けた弾性体 の作用により、軸14の端面の平面度や回転軸に対する直角度が低い場合であっても軸14にモーメント荷重を発生させずに押圧することができる。その結果、軸14が傾かず、正しい振動測定結果を得ることができる。
That is, when the
2 外輪軌道
3 外輪
4 内輪軌道
12 玉(転動体)
13 水ポンプ用軸受
14 軸
15 スピンドル
16 電動モータ
17 アーバー
17a 孔
17b 小径孔
17c ねじ穴
18 テーパ孔
19 軸受
21 従動プーリ
22 駆動プーリ
23 ベルト
24 加圧機構
25 加圧シリンダ
26 加圧治具
28 加圧ピストン
29 ロッド
30 弾性体ディスク
30a 弾性体
30b 基部
30c シャフト
31 止めねじ
36 コンバータ
37 測定子
38 アンプ
39 制御装置
2 Outer ring raceway 3 Outer ring 4
13 Water pump bearing 14
Claims (3)
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CN114061954A (en) * | 2021-11-03 | 2022-02-18 | 人本股份有限公司 | Bearing inner diameter surface detecting probe |
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2015
- 2015-02-06 JP JP2015022386A patent/JP2016145735A/en active Pending
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