JP2019002797A - 転がり軸受用寿命試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物を混入した潤滑油を用いて行う転がり軸受の寿命試験において、軌道面に浸入する異物の量のばらつきを低減することによって、精度の高い寿命試験を行う。【解決手段】転がり軸受用寿命試験装置２０は、装置本体２２と、潤滑油を貯留する貯留部３０と、内輪が外嵌固定される主軸２４と、外輪が内嵌固定される軸受支持部材３４と、転がり軸受１０の軸方向の一側で、貯留部に貯留された潤滑油を転がり軸受１０の上方に搬送する油搬送部４９と、転がり軸受１０の軸方向の他側で、転がり軸受１０を覆うカバー部材５３と、を備えている。軸受支持部材３４には、転がり軸受１０の上方で、油搬送部４９に向けて開口するとともに、カバー部材５３の内側に開口する油通路５１が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、異物を混入した潤滑油中における転がり寿命を試験する転がり軸受用寿命試験装置に関する。

転がり軸受では、その品質を保証するために、実際に使用される状態を模擬した試験条件で、寿命試験が行われる。
例えば、車両のリアデファレンシャルでは、転がり軸受を潤滑するために、ギアの潤滑に使用される潤滑油が供給されている。長期にわたって使用された潤滑油中には、ギアの摩耗粉などが混入するので、この摩耗粉が転がり軸受の軌道面に浸入することによって、転がり軸受の寿命が低下する恐れがある。
そこで、リアデファレンシャルのように、異物を生じる環境下で使用される転がり軸受については、あらかじめ潤滑油中に鉄粉などを混入した条件で、寿命試験が行われている。

このように、異物を混入した潤滑油を使用する寿命試験方法として、あらかじめ鉄粉などを混入した潤滑油を容器に貯留し、転がり軸受の一部が当該潤滑油に浸漬された状態で寿命試験を行う方法（例えば、特許文献１の図４）や、油圧ポンプを使用して、異物が混入した潤滑油を強制的に転がり軸受に供給して寿命試験を行う方法（例えば、非特許文献１）がある。

特開平８−１６６０１７号公報

浅井康夫、大島宏之、坂元和樹著 １９９７年秋季自動車技術会講演会論文集「円すいころ軸受における異物油中での寿命と貫通油量」

例えば、被試験体として円すいころ軸受を使用したときには、特許文献１に記載された従来の潤滑油供給方式では、外輪と内輪との間の潤滑油は、円すいころ軸受自体のポンプ作用によって流動するにすぎず、その流量を制御することができない。このため、環状空間に流入する潤滑油量が安定しないので、軌道面に浸入する異物の量のばらつきが大きくなり、精度のよい寿命試験を行うことが困難であった。

これに対し、非特許文献１に記載された方法では、潤滑油が、ポンプによって送り出されるので、その流量を制御しつつ、転がり軸受に強制的に供給することができる。これにより、環状空間に流入する潤滑油量が安定するので、より精度の高い寿命試験をすることができる。
しかし、ポンプを試験装置の外部に設置するため、潤滑油が流動する配管が長くなり、配管の途中で異物が堆積する恐れがある。また、ポンプ自体が異物によって摩耗し、故障する場合がある。このため、試験装置のメンテナンスに大きな工数が必要となるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、異物を混入した潤滑油を用いて行う転がり軸受の寿命試験において、メンテナンスなどの取扱いが容易で、軌道面に浸入する異物の量のばらつきを低減することによって、精度の高い寿命試験を行うことができる試験装置を提供することである。

本発明の一形態は、環状の内輪と、環状の外輪と、前記内輪と前記外輪との間に形成された環状空間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた被試験体としての転がり軸受に潤滑油を供給して試験を行う転がり軸受用寿命試験装置であって、装置本体と、前記装置本体の内側に設置され前記潤滑油を貯留する貯留部と、前記装置本体の内側で軸を水平方向に向けて配置され、前記内輪が外嵌固定される主軸と、前記装置本体に回転不能に取り付けられ、前記外輪が内嵌固定される軸受支持部材と、前記転がり軸受の軸方向の一側で、前記貯留部に貯留された前記潤滑油を前記転がり軸受の上方に搬送する油搬送部と、前記転がり軸受の軸方向の他側で、前記転がり軸受を覆うカバー部材と、を備え、前記軸受支持部材には、前記転がり軸受の上方で、前記油搬送部に向けて開口するとともに、前記カバー部材の内側に開口する油通路が形成されていることを特徴とする。

本発明により、異物を混入した潤滑油を用いて行う転がり軸受の寿命試験において、メンテナンスなどの取扱いが容易で、軌道面に浸入する異物の量のばらつきを低減することによって、精度の高い寿命試験を行うことができる試験装置を提供することができる。

転がり軸受用寿命試験装置の軸方向断面図 図１の要部拡大図である。 図１におけるＡ−Ａの位置における軸直角方向の断面図である。 ロータで搬送される潤滑油の動きを説明する説明図である。 図１におけるＤの向きに見た模式図である。 油通路の他の実施形態の正面図である。

本発明の一実施形態（以下、「本実施形態」という）である転がり軸受用寿命試験装置２０（以下、単に「試験装置」という）について図を用いて説明する。
図１は、試験装置２０の軸方向断面図である。図１では、被試験体である転がり軸受としての円すいころ軸受について、寿命試験を行っている状態を示している。図２は、図１において、円すいころ軸受が組み込まれている部分を拡大した要部拡大図である。試験装置２０では、二つの円すいころ軸受１０，１０が、同時に寿命試験に供されており、各円すいころ軸受１０，１０は、互いに同一の形態である。なお、以下の説明では、試験装置２０に組み込まれたときの、円すいころ軸受１０の軸ｍの方向を軸方向といい、軸ｍと直交する方向を径方向、軸ｍの周りを周回する方向を周方向という。

（円すいころ軸受）
図２を参照して説明する。円すいころ軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、複数の円すいころ１３（転動体）と、保持器１４とを備えている。
外輪１１は、環状で、内周に外側軌道面１５を有している。外側軌道面１５は、円錐面で形成されている。
内輪１２は、環状で、外周に内側軌道面１６を有している。内側軌道面１６は、円錐面で形成されている。内側軌道面１６の小径側には小鍔１７が形成されており、大径側には大鍔１８が形成されている。大鍔１８の内側軌道面１６側の側面は、円すいころ１３が転動するときの案内面となっている。
円すいころ１３は、外側軌道面１５と内側軌道面１６との間に転動自在に組み込まれている。各円すいころ１３は、保持器１４によって周方向に等しい間隔で保持されている。

円すいころ軸受１０では、外輪１１と内輪１２との間には軸方向の両側に開口する環状空間Ｋ１が形成されている。また、各軌道面１５，１６が互いに向き合った状態で組み合わされており、円すいころ軸受１０は、軸方向の荷重を支持することができる。
なお、円すいころ軸受１０が回転している状態で環状空間Ｋ１に潤滑油が供給されると、潤滑油は遠心力によって径方向外方に飛散し、外側軌道面１５に沿って流れる。これにより、回転中の円すいころ軸受１０では、外輪１１の背面側（外側軌道面１５の小径側である）から正面側（外側軌道面１５の大径側である）に向けて、潤滑油が、環状空間Ｋ１を流れるようになる。この現象を、「ポンプ作用」という。以下の説明において、円すいころ軸受１０の外輪１１の背面側を「流入側」といい、その反対側を「流出側」という場合がある。

（試験装置）
図１を参照する。試験装置２０は、円すいころ軸受１０を組付ける装置本体２２と、円すいころ軸受１０を回転させる主軸２４と、円すいころ軸受１０に潤滑油を供給する油供給部と、円すいころ軸受１０に軸方向の荷重を負荷する負荷装置２８を備えている。

装置本体２２は、鋼製で中空の箱形状である。装置本体２２は、所定の厚さを有する長方形の底板２２ａと、底板２２ａの外周に沿って底板２２ａと直角に組み合わされた４枚の側壁２２ｂとを備えている。各側壁２２ｂと底板２２ａ、及び、側壁２２ｂと側壁２２ｂとは、互いに溶接接合等によって液密につなぎ合わされている。こうして、装置本体２２の内側に、試験に供される潤滑油が貯留される貯留部３０が形成されている。

図１では、４枚の側壁２２ｂのうち、互いに向き合って配置されている一対の側壁２２ｂ，２２ｂを示している。一対の側壁２２ｂ，２２ｂには、それぞれ板厚方向に貫通する円筒形状の孔３２が設けられている。各孔３２の中心軸線は、水平方向に向けて、互いに同軸に形成されている。

各孔３２の内側には、それぞれ軸受支持部材としてのハウジング３４が組み込まれている。両方のハウジング３４は、互いに同一形状であり、その外周は、孔３２の内径寸法よりわずかに小径の円筒形状である。ハウジング３４の外周と孔３２の内周との嵌め合い部には、図示しない滑りキーが設けられており、ハウジング３４は、軸ｍの周りの回転が防止されるとともに、装置本体２２に対して軸方向に変位することができる。

ハウジング３４の内周には、互いに内径寸法が異なる第１内周面３５（筒部）、軸受嵌合面３６、第２内周面３７が形成されている（図２参照）。各面３５，３６，３７は、それぞれ円筒形状で、互いに同軸に形成されている。第１内周面３５の内径寸法は、軸受嵌合面３６の内径寸法より大径であり、第２内周面３７の内径寸法は軸受嵌合面３６の内径寸法より小径である。第１内周面３５と軸受嵌合面３６とは第１側面３８でつながっており、軸受嵌合面３６と第２内周面３７とは第２側面３９でつながっている。第１側面３８と第２側面３９は、それぞれ軸と直交する向きに形成されている。
外輪１１の外周は、軸受嵌合面３６に締りばめの状態で嵌め合わされている。外輪１１の背面側の端面は、第２側面３９と軸方向で当接している。

主軸２４は、段付きの円筒形状であって、軸方向のほぼ中央に本体部４１が形成されている。その軸方向両側に、それぞれ本体部４１より小径の軸部４２が形成されている。図１の左側に形成された軸部４２の軸端には、更に同軸に延在する入力軸４３が一体に形成されている。入力軸４３は、図示しないモータ等の駆動装置に連結されている。

各軸部４２には、それぞれ軸方向の両側からスリンガ４５及びロータ４７が組み付けられた後、被試験体である円すいころ軸受１０が組み付けられている。各円すいころ軸受１０は、外輪１１の正面側をロータ４７の側に向けて、組み付けられている。その後、ナット６２を締め付けることによって、スリンガ４５とロータ４７と円すいころ軸受１０の内輪１２とが、同時に固定されている。

こうして、主軸２４は、軸方向に離れた２カ所で円すいころ軸受１０によって回転自在に支持されており、その軸を水平方向に向けて装置本体２２の内側に配置されている。スリンガ４５及びロータ４７の詳細については後述する。

（油供給部）
次に、図を参照しつつ、油供給部について説明する。
油供給部は、貯留部３０に貯留された潤滑油を、円すいころ軸受１０に、供給している。当該潤滑油には、１００μｍ程度の大きさの鉄粉が、異物として混入されている。図示を省略するが、貯留部３０では、鉄粉が沈殿しないように、例えば、空気を吹き込む等によって潤滑油が常時撹拌されている。
本試験装置２０では、各円すいころ軸受１０，１０に対して、それぞれ個別に油供給部が設けられている。各油供給部の形態は互いに同様であるので、以下の説明では、図１において右方に取り付けられた円すいころ軸受１０の油供給部を例にして説明する。

図２に示すように、油供給部は、油搬送部４９と、ハウジング３４に設けられた円筒孔５１（油通路）と、円すいころ軸受１０を軸方向で覆うカバー部材５３とで構成される。

図３は、図１におけるＡ−Ａの位置で矢印の向きに見た断面図である。図２と図３によって、油搬送部４９について説明する。図３では、貯留部３０における潤滑油の油面の位置を二点鎖線で示している。
油搬送部４９は、油搬送部４９は、ハウジング３４に設けられた第１内周面３５及び第１側面３８と、ロータ４７と、スリンガ４５とで構成されており、円すいころ軸受１０の流入側である軸方向の一方の側（一側）で、円すいころ軸受１０に近接して設置されている。

ロータ４７は、略円板状で、中央に、主軸２４の軸部４２の外径寸法と同等の大きさの孔が設けられている。ロータ４７の軸方向断面は、長方形で、軸方向両側の側面ｃ及び側面ｄは互いに平行である。軸方向の厚さ（側面ｃと側面ｄの間の軸方向の寸法）は、第１内周面３５の軸方向長さと同等である。
ロータ４７の外周には、径方向外方に突出する複数の羽５５（凸部）が、周方向に所定の間隔で形成されている。羽５５の軸方向両側の側面は、ロータ４７の側面ｃ及び側面ｄと同一の面で形成されている。
周方向に互に隣り合う羽５５と羽５５との間には、径方向外方及び軸方向に開口する溝５７（凹部）が形成されている。溝５７を周方向に画定する面５７１，５７２は、互いに平行であり、径方向内方に凸となった円弧面５７３でつながっている。
各羽５５の外周面５９は、軸ｍと同軸の円筒面である。その外径寸法は、第１内周面３５の内径寸法よりわずかに小さく、第１内周面３５と羽５５の外周面５９との間には、すきまｓ１が形成されている。すきまｓ１の大きさは、概ね０．５ｍｍ程度である。

スリンガ４５は、略円板状で、板厚方向の一方の側には、軸方向に突出したボス部が設けられており、中央に、主軸２４の軸部４２の外径寸法と同等の大きさの孔が設けられている。ボス部の側の側面ｅ、及び、板厚方向のボス部と反対側の側面ｆは、互いに平行で、軸ｍと直交する向きに設けられている。スリンガ４５の外径寸法は、ハウジング３４の第１内周面３５の内径寸法より大径である。

スリンガ４５は、ボス部を本体部４１の段部に当接させて、主軸２４の軸部４２に嵌め合わされている。その後、ロータ４７が、スリンガ４５と軸方向に当接するまで、同軸に嵌め合わされている。その後、スペーサ６１を介して円すいころ軸受１０が組み付けられており、ナット６２を締め付けることによって、スリンガ４５とロータ４７、及び円すいころ軸受１０が、主軸２４に、同時に固定されている。

このように、円すいころ軸受１０とロータ４７とは、軸方向に互いに近接して組み込まれている。ロータ４７と円すいころ軸受１０との軸方向の寸法は、スペーサ６１の厚さを適宜選択することによって、調整することができる。
本実施形態では、ロータ４７とハウジング３４の第１側面３８との間に、すきまｓ２が形成されている。すきまｓ２の大きさは、概ね０．５ｍｍ程度である。
また、ロータ４７の板厚と第１内周面３５の軸方向長さが等しいので、スリンガ４５とハウジング３４の側面ａとの間においても、すきまｓ２と同等の大きさで、すきまｓ３が形成されている。
こうして、ロータ４７は、ハウジング３４の内側で回転することができる。

なお、本実施形態では、第１内周面３５がハウジング３４と一体に形成されている。しかし、図示を省略するが、ハウジング３４の内周に、軸受嵌合面３６と第２内周面３７のみを形成し、ハウジング３４とは切り離された筒部の内周に、第１内周面３５が形成されていてもよい。

次に、同じく図２と図３によって、油通路について説明する。
本実施形態では、油通路は、軸ｍより鉛直方向の上方で軸方向に設置された５本の円筒孔５１で形成されている。円筒孔５１は、油搬送部４９が設置されている側と反対の側の側面ｂから、軸方向に延在する向きに形成されており、油搬送部４９に向けて開口している。
各円筒孔５１の中心軸は、軸ｍを中心とするピッチ円Ｃ上にあり、ピッチ円Ｃの直径寸法は第１内周面３５の内径寸法とほぼ等しい。また、各円筒孔５１の軸方向長さＬは、側面ｂから第１側面３８までの寸法より長く、ハウジング３４の板厚（側面ａと側面ｂの間の軸方向の寸法）より短い。これにより、各円筒孔５１は、その中心軸と直交する断面の約半分が第１側面３８に開口するとともに、その他の半分は更に軸方向に延在して、第１内周面３５に開口している。

再び図１を参照する。カバー部材５３は、鉄などの金属製で、軸方向の一方に開口する有底の円筒形状である。軸方向の両側に形成された端面は、いずれも円筒部の軸と直交する面となっており、互いに平行である。
カバー部材５３は、ハウジング３４を挟んでロータ４７と反対の側（他側）に設置されており、開口部の側の端面をハウジング３４に当接させて、ハウジング３４と同軸に組付けられている。カバー部材５３は、円すいころ軸受１０の流入側を全面にわたって覆っており、カバー部材５３と円すいころ軸受１０との間には、密閉された空間Ｋ２が形成されている。円筒部分の内径寸法は、ハウジング３４に形成された円筒孔５１より大径となっており、各円筒孔５１は、カバー部材５３の内側の空間Ｋ２に開口している。

なお、カバー部材５３の外径寸法は、側壁２２ｂの孔３２の内径寸法より小径であり、孔３２の内側でハウジングと共に軸方向に変位可能である。また、カバー部材５３の内側の鉛直方向下方では、内周形状に沿った埋設部材６６が挿入されており、潤滑油がカバー部材５３の下方に滞留しないようになっている。

（負荷装置）
負荷装置２８は、装置本体２２に固定されており、油圧等によって軸方向に伸縮するロッド６８を備えている。ロッド６８は、軸ｍと同軸に設置されており、カバー部材５３を介してハウジング３４と軸方向に当接している。負荷装置２８は、ロッド６８が軸方向に伸びることにより、ハウジング３４を軸方向に付勢することができる。
円すいころ軸受１０の外輪１１の背面と、ハウジング３４の第２側面３９とが、軸方向で当接しているので（図２参照）、ロッド６８による軸方向の荷重は、円すいころ軸受１０を介して主軸２４に伝達される。

図１の左側に組み込まれた円すいころ軸受１０は、固定板７０によって、軸方向に固定されている。固定板７０は、図示を省略したボルトなどによって、側壁２２ｂに固定されている。固定板７０には、全周にわたって軸方向に突出した環状のガイド部７２が形成されている。ガイド部７２は、図１の左側に設置されたハウジング３４と軸方向に当接している。これにより、ハウジング３４が、軸方向に支持されており、固定板７０に向けて変位しないようになっている。

こうして、負荷装置２８によって負荷された軸方向の荷重は、二つの円すいころ軸受１０，１０を介して、固定板７０で支持されている。すなわち、本試験装置２０では、二つの円すいころ軸受１０，１０に対して、同時に軸方向荷重を負荷することができる。

なお、本実施形態では、カバー部材５３を介して軸受支持部材を軸方向に付勢しているが、これに限定されない。負荷装置２８のロッド６８を、カバー部材５３より更に大径の円筒形状（図示を省略）として、軸受支持部材を直接付勢してもよい。

（寿命試験中の潤滑油の流れ）
次に、図４によって、本試験装置２０を使用して、円すいころ軸受１０の寿命試験を行うとき潤滑油の流れを説明する。図４は、図１のＡ−Ａの位置における断面を示しており、ロータで搬送される潤滑油の動きを説明する説明図である。

試験装置２０の貯留部３０には、円すいころ軸受１０に供給する潤滑油が貯留されている。図４では、潤滑油の油面の位置を、二点鎖線で示している。潤滑油の油面高さは、軸の鉛直方向下方では、ロータ４７に形成された羽５５の少なくとも一部が浸漬される程度であればよいが、搬送される潤滑油量を多くするために、鉛直方向で最も下方の溝５７の全体が浸漬される程度まで注入されることが望ましい。
また、潤滑油の油面高さは、軸受嵌合面３６より、下方に設定されている。これにより、貯留部３０の潤滑油が、円すいころ軸受１０の流出側から直接環状空間Ｋ１に流入することがない。

本実施形態の油搬送部４９では、ハウジング３４の鉛直方向下方に、径方向に延在する切り欠き部６４が設けられている。図５は、図１における矢印Ｄの向きから見たときの、ハウジング３４の形状を示している。切り欠き部の位置では、ロータ４７が、鉛直方向下方の貯留部３０に向けて露出している。このため、切り欠き部６４の位置にある溝５７（図４では溝５７ａとしている）では、貯留部３０の潤滑油が、速やかに流入することができる。

主軸２４とともにロータ４７が回転すると、溝５７は、内側に潤滑油が捕捉された状態で周方向に移動し、貯留部３０の潤滑油が円すいころ軸受１０の上方に搬送される。この移動する過程にある溝５７の一例を、図４では、溝５７ｂとしている。なお、スリンガ４５は、ロータ４７と一体となって回転している。

こうして、溝５７が、円筒孔５１と連通する位置に回転したときには、溝５７の中の潤滑油は、円筒孔５１に向けて排出される。このときの溝５７を、図４では、溝５７ｃとしている。
このとき、ロータ４７が回転しているので、溝５７の中の潤滑油には、遠心力が作用している。このため、潤滑油が、速やかに円筒孔５１に向けて排出される。
本実施形態では、円筒孔５１が、羽５５の外周面５９と径方向のほぼ同等の位置に形成されており、円筒孔５１は、各溝５７の径方向の最外方に開口している。溝の中の潤滑油は遠心力によって各溝５７の径方向の最外方に移動するので、溝５７の中の潤滑油の全量が排出される。
特に、本実施形態では、図２に示したように、円筒孔５１が、側面ｂの側から第１側面３８を越えて軸方向に延在している。このため、円筒孔５１の一部が、溝５７の径方向外方に形成されるとともに、第１内周面３５に開口している。このため、溝５７の中の潤滑油は、遠心力によって径方向に飛散して、直接円筒孔５１に向けて排出される。このため、本実施形態では、溝５７の中の潤滑油を、更に速やかに円筒孔５１に排出することができる。

また、本実施形態の油搬送部４９では、貯留部３０の潤滑油を、円すいころ軸受１０の上方に設置した円筒孔５１に向けて、効率よく搬送することができる。図２を参照しつつ説明する。
潤滑油が溝５７に捕捉されて、円すいころ軸受１０の上方に移動する過程では、溝５７の容積は一定であり、変化しない。このため、溝５７の中に捕捉された潤滑油が、ロータ４７と第１側面３８とのすきまｓ２や、羽５５の外周面５９と第１内周面３５とのすきまｓ１に向けて、大きな圧力で押し出されることがない。したがって、これらのすきまに、鉄粉等の異物がかみ込むのを抑制できるので、ハウジング３４やロータ４７の摩耗を低減することができる。

また、溝底を形成する円弧面５７３は、軸受嵌合面３６より径方向外方に形成されている。このため、円すいころ軸受１０の流出側の空間Ｋ３と溝５７との間に、すきまｓ２が形成されている。すきまｓ２は極めて小さいので、溝５７から円すいころ軸受１０に向けて潤滑油が流れるのを抑制することができる。
また、周方向に隣り合う溝５７は、羽の側面（すなわちロータの側面ｃである）と第１側面３８との間のすきまｓ２によって仕切られるとともに、第１内周面３５と羽５５の外周面５９とのすきまｓ１によって仕切られている。すきまｓ１及びすきまｓ２は極めて小さいので、一の溝５７から隣接する他の溝５７に向けて潤滑油が流れるのを抑制することができる。
更に、スリンガ４５の側面ｆとハウジング３４の側面ａとの間には、すきまｓ３が形成されている。すきまｓ３は極めて小さいので、溝５７からハウジング３４の外部に向けて潤滑油が流れるのを抑制することができる。

こうして、油搬送部４９では、各溝５７の中に捕捉された潤滑油の漏れ出しを抑制して、貯留部３０の潤滑油を、円すいころ軸受１０の上方に設置した円筒孔５１に向けて、効率よく搬送することができる。

同じく図２によって、潤滑油の流れを説明する。溝５７から円筒孔５１に排出された潤滑油は、カバー部材５３の内側の空間Ｋ２に向けて流れる。カバー部材５３の内側では、潤滑油は、鉛直方向下方に落下し、円すいころ軸受１０の流入側に到達する。先にも述べたように、回転中の円すいころ軸受１０では、潤滑油が、環状空間Ｋ１を貫通して外輪１１の背面側（流入側）から正面側（流出側）に向けて流れる。このため、空間Ｋ２の潤滑油は、環状空間Ｋ１を貫通して、円すいころ軸受１０の流出側とロータ４７とで囲まれた空間Ｋ３に向けて流れる。
このとき、カバー部材５３は、円すいころ軸受１０の全面を覆っている。したがって、円筒孔５１から空間Ｋ２に流入した潤滑油は、外部に流出することがなく、その全量が、環状空間Ｋ１を貫通して流れる。

ハウジング３４には、切り欠き部６４が形成されており、円すいころ軸受１０の流出側に形成された空間Ｋ３は、鉛直方向下方に向けて開口している。これにより、環状空間Ｋ１を貫通した潤滑油は、切り欠き部６４を通って、貯留部３０に還流している。

こうして、油搬送部４９で搬送された潤滑油の全量が、円すいころ軸受１０の環状空間Ｋ１を貫通して流れる。したがって、本試験装置２０では、円すいころ軸受１０に供給される潤滑油量のばらつきを抑えて、所定の量の潤滑油を安定して供給することができる。

図１を参照する。図１の左側に組み込まれた円すいころ軸受１０においても、同様にして、貯留部３０の潤滑油が供給されている。
図１の左側の円すいころ軸受１０においては、固定板７０は、円すいころ軸受１０の流入側の全面を覆っており、カバー部材５３と同様の作用効果を有している。ガイド部７２の内径寸法は、図１の左側のハウジング３４に形成された円筒孔５１より大径となっており、円筒孔５１は、固定板７０と円すいころ軸受１０とで囲まれた空間Ｋ４に向けて開口している。
また、入力軸４３と固定板７０との間には、オイルシールなどの密封部材７４が組み込まれており、空間Ｋ４は密閉されている。このため、円筒孔５１から空間Ｋ４に流入した潤滑油の全量が、図１の左側の円すいころ軸受１０を貫通して流れる。
こうして、図の左側の円すいころ軸受１０においても、供給される潤滑油量のばらつきを抑えて、所定の量の潤滑油を安定して供給することができる。

上記の説明によって理解できるように、本実施形態の油搬送部４９では、溝５７で潤滑油を捕捉し、円すいころ軸受１０の上方に設置した円筒孔５１に向けて搬送している。この搬送時に、溝５７の容積が変化しないので、捕捉された潤滑油に高い圧力が作用しない。この結果、溝５７から潤滑油が漏れ出すのを抑制して、貯留部３０の潤滑油を効率よく搬送できるとともに、ハウジング３４やロータ４７の摩耗を低減することができる。

更に、本実施形態では、油搬送部４９が、円すいころ軸受１０と近接して配置されるとともに、負荷装置２８が、円すいころ軸受１０を挟んで油搬送部４９と反対の位置に設置されている。これにより、潤滑油の油通路である円筒孔５１の長さを短くすることができる。円筒孔５１の長さは、円すいころ軸受１０の幅寸法と同等か、もしくはこれよりわずかに長くなるに過ぎない。このため、潤滑油の流路における異物の堆積等の不具合を回避できる。また、円筒孔５１の長さを短くできるので、試験装置２０を小型化できるという利点がある。
仮に、油搬送部４９と負荷装置２８とが、円すいころ軸受１０に対して同一の側に設置されていると仮定した場合には、カバー部材５３の内側に潤滑油を供給するための配管等を設置する必要がある。これらの配管は、流路が長くならざるを得ず、配管の途中における異物の堆積等の不具合を回避するために、大きな工数を必要とする。
これに対して、本実施形態ではかかる不具合を抑制できる。

更に、本実施形態では、溝５７で搬送された潤滑油が、遠心力によって円筒孔５１に吐出される。このため、円筒孔５１における潤滑油の流速が早く、異物の堆積を効果的に抑制することができる。

また、油搬送部４９で搬送された潤滑油の全量が、円すいころ軸受１０の環状空間Ｋ１を貫通する。このため、円すいころ軸受１０に供給される潤滑油量を安定化することができ、軌道面に浸入する異物の量のばらつきを低減することができる。

こうして、本実施形態の試験装置２０では、異物を混入した潤滑油を用いて円すいころ軸受１０の寿命試験を行うにあたり、円すいころ軸受１０に供給される潤滑油量を安定化し、各軌道面１５，１６に浸入する異物の量のばらつきを低減することができるので、精度の高い寿命試験を行うことができる。

なお、本実施形態では、円筒孔５１は、側面ｂから軸方向に設けた５個の円筒孔５１で形成されているが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、周方向につながった長孔７６であってもよい。これによって、溝５７によって搬送された潤滑油を更に円滑に空間Ｋ４や空間Ｋ２に向けて吐出することができる。

本試験装置では、２個の円すいころ軸受１０，１０を同時に試験に供することができる。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、図１の左側に組み込まれていた円すいころ軸受１０に替えて、単に主軸２４を支持するための転がり軸受を組み込んで、右側のみに被試験体としての円すいころ軸受１０を組み込んでもよい。この場合には、左側に組み込まれた油搬送部では、ロータを取り外して、異物を含んだ潤滑油が供給されないようにすればよい。

また、本実施形態では、被試験体の転がり軸受として円すいころ軸受を使用している。しかし、これに限定されるものではなく、一般的な深溝玉軸受やアンギュラ玉軸受など、種々の転がり軸受の寿命試験に使用することができる。

１０：円すいころ軸受、１１：外輪、１２：内輪、１３：円すいころ、１４：保持器、１５：外側軌道面、１６：内側軌道面、２０：試験装置、２２：装置本体、２４：主軸、２８：負荷装置、３０：貯留部、３４：ハウジング、３５：第１内周面、３６：軸受嵌合面、３７：第２内周面、３８：第１側面、３９：第２側面、４２：軸部、４５：スリンガ、４７：ロータ、４９：油搬送部、５１：円筒孔、５３：カバー部材、５５：羽、５７：溝、６４：切り欠き部、７０：固定板

Claims (4)

1. 環状の内輪と、環状の外輪と、前記内輪と前記外輪との間に形成された環状空間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた被試験体としての転がり軸受に潤滑油を供給して試験を行う転がり軸受用寿命試験装置であって、
   装置本体と、
   前記装置本体の内側に設置され前記潤滑油を貯留する貯留部と、
   前記装置本体の内側で軸を水平方向に向けて配置され、前記内輪が外嵌固定される主軸と、
   前記装置本体に回転不能に取り付けられ、前記外輪が内嵌固定される軸受支持部材と、
   前記転がり軸受の軸方向の一側で、前記貯留部に貯留された前記潤滑油を前記転がり軸受の上方に搬送する油搬送部と、
   前記転がり軸受の軸方向の他側で、前記転がり軸受を覆うカバー部材と、を備え、
   前記軸受支持部材には、前記転がり軸受の上方で、前記油搬送部に向けて開口するとともに、前記カバー部材の内側に開口する油通路が形成されていることを特徴とする転がり軸受用寿命試験装置。
2. 前記油搬送部は、前記軸受支持部材に前記主軸と同軸に形成され、円筒形状の内周を有する筒部と、前記筒部の内側で前記主軸とともに回転するロータとを備えており、
   前記ロータの外周には、径方向に突出する複数の凸部が形成されており、周方向で隣り合う一対の前記凸部の間に、前記貯留部の前記潤滑油を捕捉して前記転がり軸受の上方に搬送する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載する転がり軸受用寿命試験装置。
3. 前記油通路は、少なくとも一部が、前記筒部の内周に開口し、前記凹部と径方向に連通していることを特徴とする請求項２に記載する転がり軸受用寿命試験装置。
4. 前記軸受支持部材が、前記装置本体に対して前記転がり軸受の軸方向に変位可能であり、
   前記転がり軸受の軸方向の前記他側に設置され、前記軸受支持部材に、前記転がり軸受の軸方向の荷重を負荷する負荷装置が設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載する転がり軸受用寿命試験装置。

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