JPH08166017A

JPH08166017A - 転がり軸受用回転試験装置

Info

Publication number: JPH08166017A
Application number: JP31058794A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hosoya; 眞幸細谷; Kazuo Sekino; 和雄関野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-25
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP3448998B2

Abstract

(57)【要約】【目的】転がり軸受１３を通過する異物２、２の量を
安定させ、この転がり軸受１３にの所定数の圧痕を形成
可能にする。【構成】ポンプ翼２２等により構成される軸流ポンプ
により、筒部材１８内に入れた異物２、２を潤滑油１と
共に、転がり軸受１３に送り込む。従って、筒部材１８
内に入れた異物２、２は、総て転がり軸受１３を通過し
て、試験槽３に送り出される。一度転がり軸受１３を通
過した異物２、２は、試験槽３の底部に沈殿して、二度
と転がり軸受１３を通過しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る転がり軸受用回転
試験装置は、転がり軸受の内部に入り込んだごみがこの
転がり軸受の性能に及ぼす影響を知る為に行う試験に使
用する。

【０００２】

【従来の技術】玉軸受、ころ軸受、テーパころ軸受等の
転がり軸受の内部にごみが入り込み、このごみによって
転動体の転動面やこの転動面が当接する軌道面に圧痕が
形成されると、これら転動面や軌道面の剥離寿命等に悪
影響を及ぼす。そこで、転がり軸受の性能、特に耐久性
能を知る為には、潤滑油中に混入したごみが上記転動面
や軌道面に圧痕を形成する程度を正確に知る必要があ
る。この為従来から、図５に示す様な転がり軸受用回転
試験装置を使用して、潤滑油１中に混入したごみ等の小
さな異物２、２により、上記転動面や軌道面に圧痕を形
成していた。

【０００３】この従来の転がり軸受用回転試験装置は、
上記潤滑油１を貯溜自在な試験槽３を有する。この試験
槽３は、横円筒状の胴部４と、この胴部４の一端（図５
の左端）開口部に固定された第一の端板５と、上記胴部
４の他端（図５の右端）開口部に着脱自在とされた第二
の端板６とから成る。これら第一、第二の端板５、６
は、それぞれ円輪状に形成されている。そして、このう
ちの第一の端板５の中心部には、ガラス、アクリル等の
透明板７を固定して、上記試験槽３内を目視自在として
いる。

【０００４】一方、上記第二の端板６の外側面（図５の
右側面）には、軸受ハウジング８を固定している。そし
て、この軸受ハウジング８の内側に軸部材９を、１対の
転がり軸受１０、１０により回転自在に支持している。
又、この軸部材９の中間部外周面と上記第二の端板６の
内周縁との間にはシールリング１１を設けて、上記潤滑
油１の漏洩防止を図っている。

【０００５】又、上記胴部４の内側で、上記軸部材９の
先端部周囲部分には、環状の軸受ホルダ１２を配置して
いる。そして、この軸受ホルダ１２の内周面と上記軸部
材９の先端部外周面との間に、供試体である転がり軸受
１３を設けている。即ち、この転がり軸受１３を構成す
る内輪１４を上記軸部材９の先端部に外嵌固定すると共
に、外輪１５を上記軸受ホルダ１２に内嵌固定してい
る。更に、上記軸受ホルダ１２の上端面に形成したねじ
孔１６にはスタッド３２の下端部を螺合し、このスタッ
ド３２により上記軸受ホルダ１２に、上昇方向の力（ラ
ジアル荷重）を付与自在としている。

【０００６】試験時には、上記スタッド３２により上記
転がり軸受１３に、上記軸受ホルダ１２を介してラジア
ル荷重を付与しつつ、上記軸部材９を回転させる。軸部
材９の回転に伴って、上記転がり軸受１３を構成する転
動体１７、１７が自転しつつ公転する。そして、この様
な転動体１７、１７の動きに伴って前記異物２、２を含
む潤滑油１が、上記内輪１４の外周面と外輪１５の内周
面との間を通過しつつ流れる。この際に一部の異物２、
２が、上記各転動体１７、１７の転動面とこの転動面が
当接する軌道面との間に噛み込まれ、これら転動面及び
軌道面に圧痕を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する従来の転がり軸受用回転試験装置は、
次の〜の様な解決すべき問題点を有する。

【０００８】潤滑油１内に混入した異物２、２が転
がり軸受１３を通過しにくい。即ち、異物２、２の比重
は一般的に潤滑油１よりも重い為、試験槽３の底部に沈
殿し易く、一度底部に沈殿した異物２、２を舞い上がら
せて、上記転がり軸受１３の内側（内輪１４の外周面と
外輪１５の内周面との間）を通過させる事が難しい。

【０００９】転がり軸受１３を通過する異物２、２
の量にばらつきを生じ、転動面及び軌道面に形成される
圧痕の数がばらつく。即ち、例えば試験槽３の底部に撹
拌翼を設けて上記異物２、２を舞い上がらせ、上記転が
り軸受１３を通過させる様にしても、舞い上がった異物
２、２のうちの極く一部だけが転がり軸受１３の内側を
通過し、大部分はこの転がり軸受１３の周囲を通過する
だけとなる。そして、通過する割合は上記撹拌翼の設置
位置や攪拌の勢い等による影響を大きく受ける。この
為、上記圧痕の数がばらつく。

【００１０】上記圧痕の数を一定にする試験条件を
実現できない。即ち、潤滑油１内に混入された異物２、
２は、軸部材９の回転を継続する限り、繰り返し転がり
軸受１３の内部を通過する。従って、転動面及び軌道面
に形成される圧痕の数は、確率上は上記軸部材９の回転
継続時間に比例する。ところが、一定時間内に形成され
る圧痕の数が、上記の理由でばらつく為、圧痕の数を
一定にする条件を求める事が難しい。

【００１１】本発明の転がり軸受用回転試験装置は、上
述した〜の不都合を何れも解消すべく発明したもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の転がり軸受用回
転試験装置は、外周面に内輪軌道を有する内輪と内周面
に外輪軌道を有する外輪と上記内輪軌道と外輪軌道との
間に転動自在に設けられた複数の転動体とから成る転が
り軸受の内側に、油及びこの油に混入された異物を通過
させるものである。この様な本発明の転がり軸受用回転
試験装置は、上記油を貯溜自在な試験槽と、この試験槽
内に挿入され、中間部外周面に上記内輪を外嵌支持する
軸部材と、この軸部材の一部の周囲に配置され、この軸
部材に対して相対回転する筒部材と、この筒部材の内周
面と上記軸部材の外周面との何れかの周面の一部に設け
られ、上記軸部材と筒部材との相対回転に伴って上記転
がり軸受に向かう油の流れを惹起する軸流ポンプとを備
える。そして、上記外輪を上記筒部材若しくはこの筒部
材に結合された別の部材の内周面に内嵌している。

【００１３】

【作用】上述の様に構成される本発明の転がり軸受用試
験装置による、転がり軸受に圧痕を形成する試験は、次
の様にして行う。外輪を筒部材若しくはこの筒部材に結
合された別の部材の内周面に内嵌すると共に内輪を軸部
材に外嵌し、上記筒部材の内側に異物を入れた状態で、
これら軸部材と筒部材とを相対回転させる。この相対回
転に伴って軸流ポンプが、筒部材から転がり軸受に向か
う油の流れを惹起する。この結果上記異物が、油の流れ
に乗って上記転がり軸受の内側を通過しつつ流れる。上
記筒部材の内側に入れられた異物は、総て転がり軸受の
内側を通過する。そして、通過後は筒部材外に排出され
て試験槽の底部に沈殿する。この為、試験時に転がり軸
受内部を通過する異物の量を一定に規制できて、転動面
及び軌道面（内輪軌道及び外輪軌道）に形成される圧痕
の数を定量的に規制できる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第一実施例を示している。試
験槽３は、横円筒状の胴部４と、この胴部４の一端（図
１の左端）開口部に固定された第一の端板５と、上記胴
部４の他端（図１の右端）開口部に着脱自在とされた第
二の端板６とから成る。これら第一、第二の端板５、６
は、それぞれ円輪状に形成されている。そして、第一の
端板５の中心部には、ガラス、アクリル等の透明板７ａ
を固定して、上記試験槽３内を目視自在としている。

【００１５】一方、上記第二の端板６の外側面（図１の
右側面）には、軸受ハウジング８を固定している。そし
て、この軸受ハウジング８の内側に軸部材９を、１対の
転がり軸受１０、１０により回転自在に支持している。
又、この軸部材９の中間部外周面と上記第二の端板６の
内周縁との間にはシールリング１１を設けて、上記潤滑
油１の漏洩防止を図っている。

【００１６】又、上記胴部４の内側で、上記軸部材９の
先端部周囲部分には、環状の軸受ホルダ１２を配置して
いる。そして、この軸受ホルダ１２の内周面と上記軸部
材９の先端部外周面との間に、供試体である転がり軸受
１３を設けている。即ち、この転がり軸受１３を構成す
る内輪１４を上記軸部材９の先端部に外嵌固定すると共
に、外輪１５を上記軸受ホルダ１２に内嵌固定してい
る。更に、上記軸受ホルダ１２の上端面に形成したねじ
孔１６にはスタッド３２の下端部を螺合し、このスタッ
ド３２により上記軸受ホルダ１２に、上昇方向の力を付
与自在としている。試験時には、上記スタッド３２によ
り上記転がり軸受１３に、上記軸受ホルダ１２を介して
上向きのラジアル荷重を付与しつつ、上記軸部材９を回
転させる。

【００１７】上述の構成に就いては、前述した従来装置
と同様である。特に、本発明の転がり軸受用回転試験装
置に於いては、上記軸部材９の先端部周囲に円筒状の筒
部材１８を配置している。この筒部材１８の基端部（図
１の右端部）外周面に形成した取付フランジ１９は、円
環状のスペーサ２０を介して、上記軸受ホルダ１２の片
側面（図１の左側面）に突き当てている。そして、これ
ら取付フランジ１９及びスペーサ２０を、図示しないボ
ルトにより、上記軸受ホルダ１２に結合固定している。
従って上記筒部材１８は、上記軸部材９の回転に拘らず
回転しない。又、この筒部材１８の先端（図１の左端）
開口部は、アクリル、ガラス等の透明板２１により塞い
でいる。この透明板２１及び前記透明板７ａを設けるの
は、試験中に上記筒部材１８の内部を目視可能にする為
である。

【００１８】更に、上記軸部材９の先端には、ポンプ翼
２２の基端部（内周端部）を固定し、このポンプ翼２２
の先端（外周端）を上記筒部材１８の内周面に近接させ
ている。このポンプ翼２２が、上記軸部材９の回転に伴
って上記筒部材１８の内側に前記転がり軸受１３に向か
う（図１で右方向の）潤滑油１の流れを惹起する、軸流
ポンプを構成している。尚、このポンプ翼２２は、別体
に形成したものを上記軸部材９に外嵌固定する他、この
軸部材９と一体に形成する事もできる。

【００１９】上述の様に構成される本発明の転がり軸受
用試験装置により、転がり軸受１３を構成する転動体１
７、１７の転動面、内輪１４外周面の内輪軌道、外輪１
５内周面に外輪軌道に圧痕を形成する試験を行うには、
図１に示す様に、上記外輪１５を前記軸受ホルダ１２の
内周面に内嵌すると共に、上記内輪１４を上記軸部材９
に外嵌する。そして、転がり軸受１３の装着後に前記筒
部材１８を上記軸受ホルダ１２の片側面に、前記スペー
サ２０を介して結合する。この結合作業に先立ってこの
筒部材１８の内側先端部（図１の左端部）には、所望量
の異物２、２を入れておく。この異物２、２としては、
例えば粒径が０．０１〜０．５mm程度の金属粉末、セラ
ミック粉末等を使用する。これらの比重は、何れも潤滑
油の比重よりも十分に大きい。

【００２０】この様にして内部に異物２、２を入れた筒
部材１８を装着した後、前記試験槽３内に潤滑油１を、
図１に鎖線ａで示した上記軸部材９の中心よりも少し上
方位置にまで入れた状態で、上記軸部材９を回転させ
る。この回転に伴って、上記ポンプ翼２２により構成さ
れる軸流ポンプが、上記筒部材１８から上記転がり軸受
１３に向かう、図１で左から右方向の潤滑油１の流れを
惹起する。この結果上記異物２、２が、潤滑油１の流れ
に乗って上記転がり軸受１３の内側を通過しつつ流れ
る。そして、通過後は筒部材１８外に排出されて、上記
試験槽３の底部に沈殿し、そのまま底部に滞留する。

【００２１】筒部材１８内の潤滑油１が、異物２、２と
共に転がり軸受１３の一部を通過して外部（試験槽３）
に流出するのに伴って、上記試験槽３内の異物２、２を
含まない潤滑油が、上記転がり軸受１３の残部を通過し
て上記筒部材１８内に吸引される。そして、この様に筒
部材１８内に吸引された潤滑油１は、残りの異物２、２
と共に、再び上記転がり軸受１３の一部を通過して試験
槽３に流出する。この様に、転がり軸受１３の一部を通
じて異物２、２を含んだ潤滑油１を送り出し、転がり軸
受１３の残部を通じて異物２、２を含まない潤滑油を筒
部材１８内に吸引する結果、上記筒部材１８の内側に入
れられた殆ど総ての異物２、２が、それぞれ１回ずつ転
がり軸受１３の内側を通過する。この為、試験時に転が
り軸受１３の内部を通過する異物２、２の量を一定（初
めに筒部材１８の先端部に入れただけの量）に規制でき
る。この結果、前記各転動体１７、１７の転動面及び内
輪１４外周面の内輪軌道並びに外輪１５内周面の外輪軌
道に形成される圧痕の数を定量的に規制できる。

【００２２】この様にして、上記転動面、内輪軌道、外
輪軌道に所定数の圧痕を形成したならば、必要に応じて
所定時間だけ上記軸部材９の回転を継続させて、圧痕を
形成された転がり軸受１３の耐久寿命測定等を行う。こ
の際に転がり軸受１３には、異物２、２を含まない潤滑
油１が流通する。

【００２３】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。本実施例の場合には、筒部材１８の先端開口部に
円輪状の透明板２１ａを被着し、この透明板２１ａの内
側に軸部材９の先端部を緩く挿通している。そして、こ
の軸部材９の先端部外周面と上記透明板２１ａの内周縁
との間に、潤滑油１が流通自在な環状の隙間２３を形成
している。従って本実施例の場合には、軸部材９の回転
に伴うポンプ翼２２の動きにより上記筒部材１８の内側
に、上記隙間２３から転がり軸受１３に向かう、一方向
の潤滑油１の流れが惹起される。

【００２４】この様に本実施例の場合には、筒部材１８
から出入りする潤滑油１の入口と出口とが別になってい
るので、筒部材１８内での潤滑油１の流れが安定する。
この結果、本実施例の場合には、上記転がり軸受１３の
潤滑状態が、上述した第一実施例の場合に比べて安定す
る。又、本実施例の場合には、転がり軸受１３を通過す
る潤滑油の量を、上記隙間２３の幅寸法を変える事で調
節できる。更に、上記筒部材１８の先端部に、透明板２
１ａに代えて別の転がり軸受を設け、上記軸部材９の先
端部を、この別の転がり軸受と上記転がり軸受１３とで
両持ち支持する事もできる。その他の構成及び作用は、
上述した第一実施例と同様であるから、同等部分には同
一符号を付して重複する説明を省略する。

【００２５】次に、図３は本発明の第三実施例を示して
いる。本実施例の場合には、筒部材１８の先端部に、内
向フランジ状で厚肉の鍔部２４を形成し、この鍔部２４
の内側に軸部材９の先端部を緩く挿通している。そし
て、この軸部材９の先端部外周面と上記鍔部２４の内周
面との間に、潤滑油１が流通自在な環状の隙間２３ａを
形成している。又、第一、第二実施例に使用したポンプ
翼２２を省略し、代わりに上記軸部材９の先端部外周面
で上記鍔部２４の内周面に対向する部分に、螺旋溝２５
を形成している。そして、この螺旋溝２５により、転が
り軸受１３に向かう潤滑油１の流れを惹起する軸流ポン
プを構成している。即ち、本実施例の場合には、軸部材
９の回転に伴って上記筒部材１８の内側に、上記隙間２
３ａから転がり軸受１３に向かう、一方向の潤滑油１の
流れが惹起される。

【００２６】本実施例の場合には、ポンプ翼２２を省略
する事で、試験装置全体の小型軽量化を図れる。尚、上
記螺旋溝２５を、上記軸部材９の先端部外周面に形成す
るのに代えて、或はこの先端部外周面に形成すると共
に、上記鍔部２４の内周面に形成する事もできる。更
に、上記軸部材９の先端部外周面と上記鍔部２４の内周
面との一方又は双方に、螺旋溝に代えて螺旋状の突条を
形成する事により、軸流ポンプを構成する事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した第二実施例と同様で
あるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明
を省略する。

【００２７】次に、図４は本発明の第四実施例を示して
いる。上述した第一〜第三実施例が何れも、外輪１５を
固定し、内輪１４を回転させる状態で転がり軸受１３の
回転試験を行う構造であったのに対して、本実施例の場
合には、内輪１４を固定し、外輪１５を回転させる状態
で転がり軸受１３の回転試験を行わせる様に構成してい
る。

【００２８】この為に本実施例の場合には、第二の端板
６に、軸部材９ａの基端部（図４の右端部）に設けられ
た取付フランジ２６を結合固定している。従って、この
軸部材９ａは回転する事なく、固定のままである。この
軸部材９ａの先半部（図４の左半部）周囲には筒部材１
８ａを配置し、この筒部材１８ａの先端部（図４の右端
部）内周面と上記軸部材９ａの中間部外周面との間に、
供試体である転がり軸受１３を設けている。即ち、この
転がり軸受１３の内輪１４を上記軸部材９ａの中間部に
外嵌固定し、同じく外輪１５を上記筒部材１８ａの先端
部に内嵌固定している。

【００２９】更に、上記筒部材１８ａの基端部（図４の
左端部）には、回転筒２７の端部を結合している。この
回転筒２７は、筒部材１８ａと同心に配置されており、
図示しない駆動装置により回転駆動される。この回転筒
２７の外周面と第一の端板５の内周縁との間には、上記
回転筒２７の外周面の側から順に、シールリング２８と
保持環２９とベローズ３０と固定環３１とを設けて、上
記回転筒２７の回転を許容しつつ、これら外周面と内周
縁との間の油密保持を図っている。上記ベローズ３０と
しては、ステンレス鋼等により造られた、捩り剛性の大
きなものを使用する。又、この回転筒２７と上記筒部材
１８ａとの結合部には透明板２１を設けて、上記筒部材
１８ａ内を目視自在としている。更に、上記筒部材１８
ａの中間部内周面には、ポンプ翼２２ａを形成して、転
がり軸受１３に向かう潤滑油１の流れを惹起する軸流ポ
ンプを構成している。

【００３０】本実施例の場合に上記転がり軸受１３の回
転試験を行う際には、上記筒部材１８ａの基端部内側に
異物２、２を入れた状態で、この筒部材１８ａを回転さ
せる。転がり軸受１３にラジアル荷重を付与する為に
は、試験槽３全体をラジアル方向（一般的には下方）に
押圧する。この結果、軸部材９ａが内輪１４をラジアル
方向に押圧し、上記転がり軸受１３にラジアル荷重が付
与される、試験槽３と回転筒２７との相対変位は、前記
ベローズ３０の弾性変位により吸収される。その他の構
成及び作用は、上述した第一実施例とほぼ同様であるか
ら、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略
する。

【００３１】

【発明の効果】本発明の転がり軸受用回転試験装置は、
以上に述べた通り構成され作用するので、次の〜に
示す様な優れた作用効果を奏する。潤滑油内に混入した異物が転がり軸受を通過し易
い。従って、圧痕の形成作業を確実に行える。筒部材内に入れた異物の総てが、一度だけ転がり軸
受を通過する為、転がり軸受を通過する異物の量が安定
し、転動面及び軌道面に形成される圧痕の数が安定す
る。圧痕の数は筒部材に入れる異物の量により規制され
るので、この圧痕の数を一定にする試験条件を実現でき
る。そして、これら〜により、信頼性の高い転がり軸受
の回転試験を行えて、耐久性等、各種性能の優れた転が
り軸受及び転がり軸受を組み込んだ各種機械装置の設計
に役立てる事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す縦断側面図。

【図２】同第二実施例を示す縦断側面図。

【図３】同第三実施例を示す縦断側面図。

【図４】同第四実施例を示す縦断側面図。

【図５】従来構造を示す縦断側面図。

【符号の説明】

１潤滑油２異物３試験槽４胴部５第一の端板６第二の端板７、７ａ透明板８軸受ハウジング９、９ａ軸部材１０転がり軸受１１シールリング１２軸受ホルダ１３転がり軸受１４内輪１５外輪１６ねじ孔１７転動体１８、１８ａ筒部材１９取付フランジ２０スぺーサ２１、２１ａ透明板２２、２２ａポンプ翼２３、２３ａ隙間２４鍔部２５螺旋溝２６取付フランジ２７回転筒２８シールリング２９保持環３０ベローズ３１固定環３２スタッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面に内輪軌道を有する内輪と内周面
に外輪軌道を有する外輪と上記内輪軌道と外輪軌道との
間に転動自在に設けられた複数の転動体とから成る転が
り軸受の内側に、油及びこの油に混入された異物を通過
させる転がり軸受用回転試験装置であって、上記油を貯
溜自在な試験槽と、この試験槽内に挿入され、中間部外
周面に上記内輪を外嵌支持する軸部材と、この軸部材の
一部の周囲に配置され、この軸部材に対して相対回転す
る筒部材と、この筒部材の内周面と上記軸部材の外周面
との何れかの周面の一部に設けられ、上記軸部材と筒部
材との相対回転に伴って上記転がり軸受に向かう油の流
れを惹起する軸流ポンプとを備え、上記外輪を上記筒部
材若しくはこの筒部材に結合された別の部材の内周面に
内嵌した転がり軸受用回転試験装置。