JPH0792056A - スラスト軸受の寿命試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラスト軸受の寿命試験にあたり、その試験
環境が大気等の影響を受ける事なく、実機と同じ雰囲気
を作り、試験評価結果を実機コンプレッサに対応させ
る。 【構成】 ケース本体５は、試験用スラスト軸受１４を
支持する回転軸６の軸受保持部２６、及び負荷軸９の台
座２９の周囲に密閉空間部３２を有する。この密封空間
部３２に、試験用スラスト軸受１４をセット自在として
実機と同じ環境を作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のスラスト軸受の寿命試験
装置は、自動車用空気調和装置や各種冷凍機のコンプレ
ッサ等の様に、特定の冷媒中で使用されるスラスト軸受
を、実機のコンプレッサ内部の環境をシミュレートした
環境下で寿命試験する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車室内の冷房や除湿等を行なう自動
車用空気調和装置や各種冷凍機に組み込まれるコンプレ
ッサの回転軸やピストンロッドのスラスト受部には、ス
ラストニードル軸受、スラスト玉軸受等のスラスト軸受
が使用されている。ところで、実機に対応する十分な寿
命のスラスト軸受を得る為に、軸受の寿命試験が行なわ
れている。この様な寿命試験、特に軸受潤滑油の評価に
当たっては、従来、一般の摩擦試験機や潤滑性能試験機
等により、一般の転がり軸受と同様、大気中で行なって
いる。従って、コンプレッサ内の冷媒が溶解する事によ
る、潤滑油の粘度の低下、或は冷媒自身の雰囲気的な影
響を考慮する事は、殆どなかった。この為、従来の寿命
試験による評価は、実機のコンプレッサの要求に十分対
応していない面があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
スラスト軸受の寿命試験を行なうに当たり、実機の使用
条件と同様に冷媒の及ぼす影響を考慮して、実機のコン
プレッサ内部の環境を作り出し、この環境下で寿命試験
を行なう事にある。

【０００４】即ち、本発明は、試験するスラスト軸受の
周囲空間部を外部から完全に密閉した空間部とし、この
空間部内に実機の雰囲気と同様に軸受の潤滑油や冷媒を
送り込み、実機環境をシミュレートした雰囲気内で試験
軸受を回転させる。これにより、試験軸受の評価が直ち
に実機に於ける軸受仕様に再現させる事の出来る、スラ
スト軸受の寿命試験装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスラスト軸受の
寿命試験装置は、その内部に密閉空間部を形成する二分
割型のケース本体と、このケース本体を構成する第一の
ケースの内側に、この第一のケース内外の気密保持を図
った状態で、回転可能に支持された回転軸と、上記ケー
ス本体を構成する第二のケースの内側に、この第二のケ
ース内外の機密保持を図った状態で、その軸方向に亙る
変位自在に支持された負荷軸と、上記回転軸の内端部に
設けられた、試験用スラスト軸受の一方の軌道輪を保持
する軸受保持部と、上記回転軸の外端部に設けられ、こ
の回転軸と回転駆動源とを連結させる駆動連結部と、上
記負荷軸の内端部で、上記軸受保持部と対向する部分に
調心可能に保持され、上記試験用スラスト軸受の他方の
軌道輪を保持する台座と、上記負荷軸の外端部に設けら
れ、上記試験用スラスト軸受に所望のスラスト荷重を付
加する負荷機構と、上記試験用スラスト軸受の回転中に
於ける加速度を検知する振動加速度計と、それぞれが上
記密閉空間部と連通したガス注入口及びオイル排出口
と、上記密閉空間部内の温度を検出する温度検出器と、
上記密閉空間部内を所定の温度に維持する為の冷却兼加
熱用のコイルとを備えている。

【０００６】

【作用】上述の様に構成される本発明のスラスト軸受の
寿命試験装置は、試験用スラスト軸受がセットされる空
間を大気と完全に遮断された密閉空間部とした事によ
り、実機と同じ条件の環境下で、スラスト軸受の寿命試
験を行なえる。

【０００７】

【実施例】図１〜３は本発明の実施例を示している。本
発明のスラスト軸受の寿命試験装置を用いた試験機を示
す図１に於いて、基台１の一端部（図１の右端部）上面
には支柱２が固設されており、この支柱２の上部に、回
転駆動源であるモータ３が取付けられている。上記基台
１のほぼ中央部には、支持台４が固設されており、この
支持台４の上端部に、後述する本発明の試験装置を構成
する、ケース本体５が取付けられている。

【０００８】このケース本体５の上面には、駆動連結部
であるマグネットカップリング７が取付けられており、
ベルト８を介して上記モータ３からこのカップリング７
に伝達された回転運動を、上記ケース本体５内に設けた
回転軸６（図２）に伝達自在としている。従って、回転
軸６が上記ケース本体５の壁面を貫通する事はなく、回
転軸６の回転に拘らず、上記ケース本体５内外の気密保
持は、確実に図られる。又、回転軸６の回転数は、磁気
による回転検出器（図示せず）によって読み取り自在と
している。

【０００９】上記ケース本体５の下方には負荷軸９が、
上記回転軸６の内側端部（図２の下端部）と対向した状
態で、ケース本体５に対し軸方向（図１、２の上下方
向）に亙る変位自在に、且つケース本体５内外の気密性
を保持した状態で支持されている。支持台４に固定され
た軸受支持腕１０には、前記負荷軸９の下部が、リニア
ブッシュ（直動型軸受）によって鉛直方向に亙る変位自
在に支持されている。又、この負荷軸９の下端は、前記
基台１上に載置された受台１１の上面に、ピボット支持
されている。

【００１０】アーム１２は一端部（図１の左端部）にピ
ン２１を有し、他端（図１の右端）に重錘を取付ける。
このアーム１２は、支点１３を基点としたてこ運動によ
り、上記受台１１を押し上げ、負荷軸９を介して試験用
スラスト軸受１４（図２）に、スラスト荷重を付加する
負荷機構を構成している。

【００１１】次に、図２は本発明のスラスト軸受の寿命
試験装置の要部断面を示している。５は二分割出来る様
に構成された耐圧型のケース本体で、５ａはケース本体
５を構成する第一のケース、５ｂは第二のケースであ
る。これら第一、第二の各ケース５ａ、５ｂは、互いの
対向面間に第一のシール体２２（Ｏリング）を介在させ
て、締結環２３により気密に結合されている。前記回転
軸６は、第一のケース５ａ内に、玉軸受２４を介して回
転自在に支持されている。

【００１２】上記回転軸６の下端部には、試験用スラス
ト軸受１４の一方の軌道輪（回転輪）２５を保持する軸
受保持部２６を設けている。又、この回転軸６の上端部
には、前記図１に示したマグネットカップリング７を構
成する従動側永久磁石（図示せず）を固着している。一
方、前記負荷軸９は、第二のケース５ｂ内に、下方から
挿入されており、第二のシール体２７（Ｏリング）によ
り、当該挿入部の気密性保持を図っている。従って、ケ
ース本体５の内部は外部と完全に遮断された密閉空間部
３２が形成されている。

【００１３】又、上記負荷軸９の上端部で、第二のケー
ス５ｂの内側部分には、試験用スラスト軸受１４の他方
の軌道輪２８を保持する台座２９が、球体３０を介し
て、調心可能に保持されている。３７は台座２９の回転
を防止する為のピンである。又、上記負荷軸９の中間部
で、第二のケース５ｂの外側に位置する部分には、支持
ブラケット２０により、振動加速度計３１を支持してい
る。

【００１４】又、前記ケース本体５には、密閉空間部３
２に冷媒ガスを送り込む為のガス注入口１５と、それぞ
れが密閉空間部３２の上部、及び密閉空間部３２の下部
に溜った潤滑油の温度を測定する温度検出器１６ａ、１
６ｂと、上記潤滑油を密閉空間部３２から排出するオイ
ル排出口１７とを備えている。更に、ケース本体５の一
部をなす第二のケース５ｂの周囲には、密閉空間部３２
内の温度を調節する為の、冷却水や温水を流す、冷却兼
加熱コイル１９を巻回している。１８は、ウレタン等の
断熱カバーである。

【００１５】上述の様に構成される本発明のスラスト軸
受の寿命試験装置により、スラスト軸受の寿命試験を行
なう場合、先ず、軸受保持部２６と台座２９との間に、
試験用スラスト軸受１４をセットする。本実施例に於い
ては、この試験用スラスト軸受１４として、図３図に示
した様な、スラスト玉軸受を採用した。そして、ケース
本体５内に軸受潤滑油を満たし、この潤滑油を十分脱気
した後、これを設定潤滑温度で所望の平衡圧力に達する
迄、ガス注入口１５より冷媒ガスを封入して実機と同様
のコンプレッサ内部の環境を作る。この状態で、試験用
スラスト軸受１４に上記負荷機構によって必要なスラス
ト荷重を付加し、モータ３により、マグネットカップリ
ング７を介して回転軸６及びこれに保持された軌道輪２
５を回転させる。そして、試験用スラスト軸受１４の耐
久時間を測定し、この試験用スラスト軸受１４及び潤滑
油の適性の可否を評価する。

【００１６】上記の試験装置の運転に伴って、試験用ス
ラスト軸受１４に剥離等の異常が発生すると、この試験
用スラスト軸受１４に異常振動が発生し、負荷軸９に取
付けてある振動加速度計３１の加速度値が急激に増大す
る。この様な振動加速度値の急激な増大を表わす信号に
より、図示しない制御器がモータ３への通電を停止し、
上記回転軸６の回転を停止させる。従って、停止する迄
の時間で、試験用スラスト軸受１４の耐久性が分かる。

【００１７】尚、上記試験用スラスト軸受１４であるス
ラスト玉軸受は、上記図３（イ）に示す第一の軌道輪３
５と、同図（ロ）に示す第二の軌道輪３６、３個の玉３
３、３３、及び保持器３４とから構成されている。この
スラスト玉軸受は、評価を短時間で行なう為に特別に玉
３３、３３の数を少なく作られた軸受であって、試験用
スラスト軸受１４として必要に応じ適宜に選択使用す
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明のスラスト軸受の寿命試験装置
は、以上に述べた様に構成され作用するので、この試験
装置は実機コンプレッサ内部の環境を容易に再現する事
が出来、その環境下で試験を行なえる。この為、その評
価結果は直ちに実機コンプレッサに対応出来、信頼性の
高いコンプレッサを製造する事が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスラスト軸受の寿命試験装置を適用し
た試験機を説明する為の試験機の正面図。

【図２】本発明のスラスト軸受の寿命試験装置を説明す
る為の要部断面図。

【図３】試験用スラスト軸受として使用するスラスト玉
軸受を示しており、（イ）は第一の軌道輪を、一部を切
断した状態で示す斜視図、（ロ）はその他の部材を示す
斜視図。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 支柱 ３ モータ ４ 支持台 ５ ケース本体 ５ａ 第一のケース ５ｂ 第二のケース ６ 回転軸 ７ マグネットカップリング ８ ベルト ９ 負荷軸 １０ 軸受支持腕 １１ 受台 １２ アーム １３ 支点 １４ 試験用スラスト軸受 １５ ガス注入口 １６ａ、１６ｂ 温度検出器 １７ オイル排出口 １８ 断熱カバー １９ 冷却兼加熱コイル ２０ 支持ブラケット ２１ ピン ２２ 第一のシール体 ２３ 締結環 ２４ 玉軸受 ２５ 軌道輪 ２６ 軸受保持部 ２７ 第二のシール体 ２８ 軌道輪 ２９ 台座 ３０ 球体 ３１ 振動加速度計 ３２ 密閉空間部 ３３ 玉 ３４ 保持器 ３５ 第一の軌道輪 ３６ 第二の軌道輪 ３７ ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 勉 東京都中野区南台５丁目24番15号 カルソ ニック株式会社内 (72)発明者 水原 和行 茨城県つくば市松代３−304−202 (72)発明者 山本 隆司 茨城県牛久市小坂町1934−８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内部に密閉空間部を形成する二分割
   型のケース本体と、このケース本体を構成する第一のケ
   ースの内側に、この第一のケース内外の気密保持を図っ
   た状態で、回転可能に支持された回転軸と、上記ケース
   本体を構成する第二のケースの内側に、この第二のケー
   ス内外の機密保持を図った状態で、その軸方向に亙る変
   位自在に支持された負荷軸と、上記回転軸の内端部に設
   けられた、試験用スラスト軸受の一方の軌道輪を保持す
   る軸受保持部と、上記回転軸の外端部に設けられ、この
   回転軸と回転駆動源とを連結させる駆動連結部と、上記
   負荷軸の内端部で、上記軸受保持部と対向する部分に調
   心可能に保持され、上記試験用スラスト軸受の他方の軌
   道輪を保持する台座と、上記負荷軸の外端部に設けら
   れ、上記試験用スラスト軸受に所望のスラスト荷重を付
   加する負荷機構と、上記試験用スラスト軸受の回転中に
   於ける加速度を検知する振動加速度計と、それぞれが上
   記密閉空間部と連通したガス注入口及びオイル排出口
   と、上記密閉空間部内の温度を検出する温度検出器と、
   上記密閉空間部内を所定の温度に維持する為の冷却兼加
   熱用のコイルとを備えたスラスト軸受の寿命試験装置。