JPH1151836A - 試験片固定型転がり接触疲労試験機 - Google Patents
試験片固定型転がり接触疲労試験機Info
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- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0073—Fatigue
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【解決手段】異なるメーカーによって製造された軸受材
料の試験片の疲労寿命を測定、比較したり、熱処理、表
面のコーティング、潤滑剤等の差異による疲労寿命への
影響を評価するための転がり接触疲労試験機であって、
静止した試験片１２の外周に押圧した状態で試験片の周
囲を公転する負荷ボール２６を備えている。 【効果】試験片は、試験中静止しているので、センサー
を試験片の表面あるいは内部に直接取り付けることがで
きる。このためセンサーを試験片の転動面から僅か数ミ
リの所に配置することができ、ノイズや熱の影響を最小
限に抑えて、センサーの測定精度を向上させることがで
きる。また試験片が静止しているので、試験中に試験片
の温度を制御することができる。さらに、従来できなか
ったクラックの発生や進行速度に関する研究が可能とな
り、また表面のコーティング層の剥離に関する解析も可
能となる。
料の試験片の疲労寿命を測定、比較したり、熱処理、表
面のコーティング、潤滑剤等の差異による疲労寿命への
影響を評価するための転がり接触疲労試験機であって、
静止した試験片１２の外周に押圧した状態で試験片の周
囲を公転する負荷ボール２６を備えている。 【効果】試験片は、試験中静止しているので、センサー
を試験片の表面あるいは内部に直接取り付けることがで
きる。このためセンサーを試験片の転動面から僅か数ミ
リの所に配置することができ、ノイズや熱の影響を最小
限に抑えて、センサーの測定精度を向上させることがで
きる。また試験片が静止しているので、試験中に試験片
の温度を制御することができる。さらに、従来できなか
ったクラックの発生や進行速度に関する研究が可能とな
り、また表面のコーティング層の剥離に関する解析も可
能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転がり接触応力を
受ける部材に材質、被膜、熱処理、潤滑剤、接触形状等
のパラメーターが及ぼす影響を試験するための装置、具
体的には試験片を静止させた状態で試験を行うことがで
きる転がり接触疲労試験機に関する。
受ける部材に材質、被膜、熱処理、潤滑剤、接触形状等
のパラメーターが及ぼす影響を試験するための装置、具
体的には試験片を静止させた状態で試験を行うことがで
きる転がり接触疲労試験機に関する。
【０００２】
【従来技術】転がり接触疲労（ＲＣＦ）試験機は、軸受
材料やその他の相手材と転がり接触する部品の材料の試
験に広く用いられている。ＲＣＦ試験機を用いれば、異
なるメーカーが製造した類似材料の疲労寿命あるいは異
なる材質、熱処理条件、表面被膜等による疲労寿命の差
異が簡単に低コスト識別することができる。
材料やその他の相手材と転がり接触する部品の材料の試
験に広く用いられている。ＲＣＦ試験機を用いれば、異
なるメーカーが製造した類似材料の疲労寿命あるいは異
なる材質、熱処理条件、表面被膜等による疲労寿命の差
異が簡単に低コスト識別することができる。
【０００３】ある特定の用途（たとえば転がり軸受の部
品）に、材料組成、処理、潤滑剤等のパラメーターが互
いに異なる複数の材料の内、どれが最も適しているかを
判断するためには、試験片を試験機に取り付け、所定の
応力で相手部材と転がり接触させる。そして試験開始時
から試験片が疲労を起こすまでの時間を測定して、試験
片の転がり疲労寿命を求める。通常複数の試験片をテス
トして、どれが特定の用途に最も適しているかを決め
る。
品）に、材料組成、処理、潤滑剤等のパラメーターが互
いに異なる複数の材料の内、どれが最も適しているかを
判断するためには、試験片を試験機に取り付け、所定の
応力で相手部材と転がり接触させる。そして試験開始時
から試験片が疲労を起こすまでの時間を測定して、試験
片の転がり疲労寿命を求める。通常複数の試験片をテス
トして、どれが特定の用途に最も適しているかを決め
る。
【０００４】実際の軸受を用いてテストすれば、軸受全
体の本質的な特性を調べられるが、そのようなテストに
は多大の費用と時間がかかる。したがって費用や時間が
かかる実際の軸受試験を行う前に、軸受の疲労寿命が向
上すると思われる新しい材料や処理方法を検討するため
の効果的かつ便利な方法は、ＲＣＦ試験機を用いて単純
形状の試験片で転がり疲労寿命試験を行うことである。
体の本質的な特性を調べられるが、そのようなテストに
は多大の費用と時間がかかる。したがって費用や時間が
かかる実際の軸受試験を行う前に、軸受の疲労寿命が向
上すると思われる新しい材料や処理方法を検討するため
の効果的かつ便利な方法は、ＲＣＦ試験機を用いて単純
形状の試験片で転がり疲労寿命試験を行うことである。
【０００５】しかし従来のＲＣＦ試験機には、材料の寿
命に関する十分な情報を集めるのが難しいという問題が
ある。これは従来のＲＣＦ試験機の場合、センサーを試
験片に直接取り付けることができないためである。Ｍｉ
ｎｔｅｒの米国特許No. ４４５２６５に、この種の試験
機が開示されている。
命に関する十分な情報を集めるのが難しいという問題が
ある。これは従来のＲＣＦ試験機の場合、センサーを試
験片に直接取り付けることができないためである。Ｍｉ
ｎｔｅｒの米国特許No. ４４５２６５に、この種の試験
機が開示されている。
【０００６】Ｍｉｎｔｅｒの試験機は機構が単純であ
り、転がり接触によって、試験片が装置の他の荷重伝達
部材よりも早く破損するように構成されている。試験
は、試験片を複数の負荷ボールに接触させた状態で、モ
ーターで回転させることによって行われる。試験中に試
験機のボルトに取り付けた振動センサーで、試験片の振
動の変化を間接的に測定する。振動の変化によって試験
片の疲労寿命と見なされる。試験片は試験中回転してい
るので、試験片を調べるのは試験が終わってからしかで
きない。つまり試験中は試験片が静止していないので、
熱電対や他のセンサー（アコースティックイミッション
（ＡＥ）センサー、振動センサーなど）を用いて試験片
を直接監視することが簡単にはできない。また温度変化
が試験片の寿命に及ぼす影響を調べるために、試験片の
温度コントロールも正確にはできない。
り、転がり接触によって、試験片が装置の他の荷重伝達
部材よりも早く破損するように構成されている。試験
は、試験片を複数の負荷ボールに接触させた状態で、モ
ーターで回転させることによって行われる。試験中に試
験機のボルトに取り付けた振動センサーで、試験片の振
動の変化を間接的に測定する。振動の変化によって試験
片の疲労寿命と見なされる。試験片は試験中回転してい
るので、試験片を調べるのは試験が終わってからしかで
きない。つまり試験中は試験片が静止していないので、
熱電対や他のセンサー（アコースティックイミッション
（ＡＥ）センサー、振動センサーなど）を用いて試験片
を直接監視することが簡単にはできない。また温度変化
が試験片の寿命に及ぼす影響を調べるために、試験片の
温度コントロールも正確にはできない。
【０００７】したがって、試験片を静止させた状態でテ
ストできるＲＣＦ試験機が望まれる。またセンサーを直
接試験片の表面や内部に取り付けることができるのが望
ましい。さらに一個の試験片で複数回数のテストが行え
るようにすることが望まれる。また、試験片を容易に取
り付けられる構造をもったＲＣＦ試験機が望まれる。
ストできるＲＣＦ試験機が望まれる。またセンサーを直
接試験片の表面や内部に取り付けることができるのが望
ましい。さらに一個の試験片で複数回数のテストが行え
るようにすることが望まれる。また、試験片を容易に取
り付けられる構造をもったＲＣＦ試験機が望まれる。
【０００８】
【発明の要約】本発明は、試験片固定型転がり接触疲労
試験機を提供する。試験機は、固定試験片の周囲を押圧
用カップで押圧された状態で公転する負荷ボールを備え
ている。ボールの公転によって、周期的な接触応力が試
験片に加えられる。試験中に試験片は回転しないので、
センサーを試験片の表面あるいは内部に直接取り付ける
ことができる。たとえばセンサーや熱電対を接着剤や磁
石を使って簡単に試験片に取り付けることができる。ま
た試験片の中心軸に沿って孔をあけ、この孔にセンサー
を挿入することもできる。こうすれば、センサーを試験
片の転動面から僅か数ミリの所に配置できるので、ノイ
ズや熱の影響を最小限に抑えて、振動、温度、ＡＥ波等
の信号を正確に検出することができる。センサーを試験
片の転動面の近くに設けることによって、従来はできな
かったクラックの発生や進行速度などに関する研究が可
能になる。さらに、表面のコーティング層の剥離に関す
る解析も可能になる。
試験機を提供する。試験機は、固定試験片の周囲を押圧
用カップで押圧された状態で公転する負荷ボールを備え
ている。ボールの公転によって、周期的な接触応力が試
験片に加えられる。試験中に試験片は回転しないので、
センサーを試験片の表面あるいは内部に直接取り付ける
ことができる。たとえばセンサーや熱電対を接着剤や磁
石を使って簡単に試験片に取り付けることができる。ま
た試験片の中心軸に沿って孔をあけ、この孔にセンサー
を挿入することもできる。こうすれば、センサーを試験
片の転動面から僅か数ミリの所に配置できるので、ノイ
ズや熱の影響を最小限に抑えて、振動、温度、ＡＥ波等
の信号を正確に検出することができる。センサーを試験
片の転動面の近くに設けることによって、従来はできな
かったクラックの発生や進行速度などに関する研究が可
能になる。さらに、表面のコーティング層の剥離に関す
る解析も可能になる。
【０００９】また本発明によると、回転速度、接触応
力、温度、潤滑状態なども自由に変えることができる。
つまり転がり接触疲労に関する可変要因を自由に変えら
れる。ボールに与える荷重は、ポリマーまたはスチール
製リングを介した油圧シリンダと、又は他の押圧装置が
用いられ、試験片や負荷ボールには簡単に手が届く構造
になっている。試験機へのセットは上プレートを取り外
すだけで簡単にでき、試験片と負荷ボール（および保持
器）は、僅かな時間で交換できる。
力、温度、潤滑状態なども自由に変えることができる。
つまり転がり接触疲労に関する可変要因を自由に変えら
れる。ボールに与える荷重は、ポリマーまたはスチール
製リングを介した油圧シリンダと、又は他の押圧装置が
用いられ、試験片や負荷ボールには簡単に手が届く構造
になっている。試験機へのセットは上プレートを取り外
すだけで簡単にでき、試験片と負荷ボール（および保持
器）は、僅かな時間で交換できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の、試験片固定、負荷回転
型の転がり接触疲労試験機の実施例の説明を、添付の図
面を参照して以下に説明する。
型の転がり接触疲労試験機の実施例の説明を、添付の図
面を参照して以下に説明する。
【００１１】図１乃至図３において１０はＲＣＦ試験機
全体を示す。試験機１０は、上プレート１４、中間プレ
ート１６、下プレート１８の３枚のプレートと、上下１
対の位置決め用アンギュラー軸受２０、２２と、保持器
２４と、３個の負荷ボール２６と、上下１対のテーパー
軸受カップ２８、３０と、油圧または空気圧プレスやポ
リマーまたはスチール製のバネなどの押圧機構３２と、
上下１対の駆動ハウジング３４、３６と、駆動モーター
３８とからなる。
全体を示す。試験機１０は、上プレート１４、中間プレ
ート１６、下プレート１８の３枚のプレートと、上下１
対の位置決め用アンギュラー軸受２０、２２と、保持器
２４と、３個の負荷ボール２６と、上下１対のテーパー
軸受カップ２８、３０と、油圧または空気圧プレスやポ
リマーまたはスチール製のバネなどの押圧機構３２と、
上下１対の駆動ハウジング３４、３６と、駆動モーター
３８とからなる。
【００１２】このＲＣＦ試験機によって、試験片１２に
周期的な転がり接触応力を加える。具体的には、負荷ボ
ール２６を回転させながら試験片１２に押し付ける。図
１に示すように、下プレート１８と中間プレート１６を
接続する押圧バネ３２で、中間プレート１６は下プレー
ト１８に向けて押圧されている。中間プレート１６は、
ボルト等の固定手段１５で上プレート１４に接続されて
いる。負荷ボール２６は、中間プレート１６と中間プレ
ートに接続された上プレート１４を下プレート１８に向
けて押圧することによって発生する楔作用により、試験
片１２に押し付けられる。中間プレート１６は、押圧機
構３２（実施例ではバネ）によって下プレート１８に向
けて押圧されている。
周期的な転がり接触応力を加える。具体的には、負荷ボ
ール２６を回転させながら試験片１２に押し付ける。図
１に示すように、下プレート１８と中間プレート１６を
接続する押圧バネ３２で、中間プレート１６は下プレー
ト１８に向けて押圧されている。中間プレート１６は、
ボルト等の固定手段１５で上プレート１４に接続されて
いる。負荷ボール２６は、中間プレート１６と中間プレ
ートに接続された上プレート１４を下プレート１８に向
けて押圧することによって発生する楔作用により、試験
片１２に押し付けられる。中間プレート１６は、押圧機
構３２（実施例ではバネ）によって下プレート１８に向
けて押圧されている。
【００１３】上下のプレート１４、１８を互いに接近す
る方向に押圧することによって、上下の軸受２０、２２
および上下の駆動ハウジング３４、３６が互いに接近す
る方向に押され、その結果上下のテーパー軸受カップ２
８、３０が互いに接近する方向に押圧され、各軸受カッ
プ２８、３０に形成された楔面４０、４２も互いに接近
する方向に押され、負荷ボール２６が楔面４０、４２に
よって試験片１２に押し付けられる。
る方向に押圧することによって、上下の軸受２０、２２
および上下の駆動ハウジング３４、３６が互いに接近す
る方向に押され、その結果上下のテーパー軸受カップ２
８、３０が互いに接近する方向に押圧され、各軸受カッ
プ２８、３０に形成された楔面４０、４２も互いに接近
する方向に押され、負荷ボール２６が楔面４０、４２に
よって試験片１２に押し付けられる。
【００１４】上下の軸受２０、２２は、試験機１０に取
り付けた試験片１２に対してテーパー軸受カップ２８、
３０を同軸上に保持するための精密軸受である。上下の
軸受２０、２２の外輪４４は、上下のプレート１４、１
８にそれぞれ圧入され、内輪４６は、上下の駆動用ハウ
ジング３４、３６にそれぞれ圧入されている。
り付けた試験片１２に対してテーパー軸受カップ２８、
３０を同軸上に保持するための精密軸受である。上下の
軸受２０、２２の外輪４４は、上下のプレート１４、１
８にそれぞれ圧入され、内輪４６は、上下の駆動用ハウ
ジング３４、３６にそれぞれ圧入されている。
【００１５】ＲＣＦ試験機１０は、試験片１２を試験機
に正確に取り付けるための取付手段４８を備えている。
試験片１２は長さ約３インチ、直径約０．３７５インチ
のロッドである。取付手段４８は、カバー５０と取付機
構５２とからなる。取付機構５２は、試験片１２をボー
ル２６の中心位置に回転しないようにクランプするもの
である。カバー５０はネジなどの固定手段５４で上プレ
ート１４に取り付けられ、取付機構５２と試験片１２を
動かないように保持している。カバー５０は簡単に取り
付け、取り外しができるので、装置の組み立てが容易
で、試験片１２やボール２６の交換なども簡単にでき
る。またカバーには、軸受等の内部部品に潤滑剤を供給
するための潤滑剤供給口５６が形成されている。また内
部の回転部品を外から観察できるように、カバーに切欠
きを設けたり、カバーを透明な部材で形成してもよい。
に正確に取り付けるための取付手段４８を備えている。
試験片１２は長さ約３インチ、直径約０．３７５インチ
のロッドである。取付手段４８は、カバー５０と取付機
構５２とからなる。取付機構５２は、試験片１２をボー
ル２６の中心位置に回転しないようにクランプするもの
である。カバー５０はネジなどの固定手段５４で上プレ
ート１４に取り付けられ、取付機構５２と試験片１２を
動かないように保持している。カバー５０は簡単に取り
付け、取り外しができるので、装置の組み立てが容易
で、試験片１２やボール２６の交換なども簡単にでき
る。またカバーには、軸受等の内部部品に潤滑剤を供給
するための潤滑剤供給口５６が形成されている。また内
部の回転部品を外から観察できるように、カバーに切欠
きを設けたり、カバーを透明な部材で形成してもよい。
【００１６】実施例では、３個の負荷ボール２６を試験
片１２の周囲に等間隔（すなわち１２０°の間隔）に配
置しているが、ボール２６の数は３個に限定されるもの
ではない。但し、３個または５個のボール２６を用いた
場合、最も安定した試験結果が得られた。ボール２６は
直径が０．５インチで、試験片１２の周囲を公転しなが
ら、試験片１２に周期的な応力を加える。
片１２の周囲に等間隔（すなわち１２０°の間隔）に配
置しているが、ボール２６の数は３個に限定されるもの
ではない。但し、３個または５個のボール２６を用いた
場合、最も安定した試験結果が得られた。ボール２６は
直径が０．５インチで、試験片１２の周囲を公転しなが
ら、試験片１２に周期的な応力を加える。
【００１７】試験で要求される接触応力および潤滑特性
に応じて、ボール２６の材質や表面粗さを変える。ボー
ル２６の表面粗さは、サンドブラスト、グリットブラス
ト、タンブラー等の加工により調整できる。
に応じて、ボール２６の材質や表面粗さを変える。ボー
ル２６の表面粗さは、サンドブラスト、グリットブラス
ト、タンブラー等の加工により調整できる。
【００１８】上下のテーパー軸受カップ２８、３０は、
それぞれ上下の駆動用ハウジング３４、３６の内径面に
圧入されている。駆動モーター３８は、下側の駆動用ハ
ウジング３６に接続されたモータースピンドル５８を回
転駆動する。モータースピンドル５８と下側駆動用ハウ
ジング３６は、下側の駆動用ハウジング３６の下部円筒
部６０を、縦に分割された第１のカラー部材６２に挿入
することによって、互いに接続される。第１のカラー部
材６２は、外周にネジが形成された上部６６を有する第
２のカラー部材６４のテーパー状の孔に挿入されてい
る。内周にネジが形成されたカップ形のロックナット６
８が、第２のカラー部材６４の上部６６外周にねじ込ま
れている。このため、モータースピンドル５８によっ
て、下側駆動用ハウジング３６と、ボール２６を介して
上側ハウジング３８が回転駆動される。
それぞれ上下の駆動用ハウジング３４、３６の内径面に
圧入されている。駆動モーター３８は、下側の駆動用ハ
ウジング３６に接続されたモータースピンドル５８を回
転駆動する。モータースピンドル５８と下側駆動用ハウ
ジング３６は、下側の駆動用ハウジング３６の下部円筒
部６０を、縦に分割された第１のカラー部材６２に挿入
することによって、互いに接続される。第１のカラー部
材６２は、外周にネジが形成された上部６６を有する第
２のカラー部材６４のテーパー状の孔に挿入されてい
る。内周にネジが形成されたカップ形のロックナット６
８が、第２のカラー部材６４の上部６６外周にねじ込ま
れている。このため、モータースピンドル５８によっ
て、下側駆動用ハウジング３６と、ボール２６を介して
上側ハウジング３８が回転駆動される。
【００１９】テーパー軸受カップ２８、３０は、上下の
駆動用ハウジング３４、３６と共に回転し、試験片１２
の外周に沿って公転し、試験片１２に周期的な応力を加
える。好ましくは、テーパー軸受カップ２８、３０の一
回転に対し、（スリップが起きないと仮定して）試験片
に加えられる応力のサイクルは２．８６回である。
駆動用ハウジング３４、３６と共に回転し、試験片１２
の外周に沿って公転し、試験片１２に周期的な応力を加
える。好ましくは、テーパー軸受カップ２８、３０の一
回転に対し、（スリップが起きないと仮定して）試験片
に加えられる応力のサイクルは２．８６回である。
【００２０】試験の間、試験片は静止しているので、セ
ンサー（図示省略）を接着剤や磁石等を使って簡単に試
験片１２に取り付けることができる。また試験片の中心
線に沿って孔をあけ、この孔にセンサーを挿入すること
もできる。こうすれば、センサーを試験片の転動面から
僅か数ミリの所に配置できるので、ノイズや熱の影響を
最小限に抑えて、振動、温度、ＡＥ波等の信号を正確に
検出することができる。センサーを試験片の転動面の近
くに配置することによって、従来はできなかったクラッ
クの発生や進行速度などに関する研究が可能になる。さ
らに表面のコーティング層の剥離に関する解析も可能に
なる。このような損傷メカニズムが把握できれば、疲労
寿命の長い材料や処理方法の開発に大いに役立つと思わ
れる。
ンサー（図示省略）を接着剤や磁石等を使って簡単に試
験片１２に取り付けることができる。また試験片の中心
線に沿って孔をあけ、この孔にセンサーを挿入すること
もできる。こうすれば、センサーを試験片の転動面から
僅か数ミリの所に配置できるので、ノイズや熱の影響を
最小限に抑えて、振動、温度、ＡＥ波等の信号を正確に
検出することができる。センサーを試験片の転動面の近
くに配置することによって、従来はできなかったクラッ
クの発生や進行速度などに関する研究が可能になる。さ
らに表面のコーティング層の剥離に関する解析も可能に
なる。このような損傷メカニズムが把握できれば、疲労
寿命の長い材料や処理方法の開発に大いに役立つと思わ
れる。
【００２１】ＲＣＦ試験機１０とモーター３８は、ブラ
ケット及びネジ等の固定手段でテーブル又は台（図示省
略）に固定された支持手段７０で支持されている。支持
手段７０は、３本の支持チューブ７３と、試験機１０の
油受け７２から試験機を取り囲むように垂直に上方に延
びる保護カバー７４を備えている。試験中、潤滑剤が軸
受２０、２２とボール２６に供給される。保護カバー
は、軸受２０、２２やボール２６から飛び散った潤滑剤
を油受け７２に集める。
ケット及びネジ等の固定手段でテーブル又は台（図示省
略）に固定された支持手段７０で支持されている。支持
手段７０は、３本の支持チューブ７３と、試験機１０の
油受け７２から試験機を取り囲むように垂直に上方に延
びる保護カバー７４を備えている。試験中、潤滑剤が軸
受２０、２２とボール２６に供給される。保護カバー
は、軸受２０、２２やボール２６から飛び散った潤滑剤
を油受け７２に集める。
【００２２】支持手段７０とテーブルの間には、テーブ
ルからの振動を吸収して、支持手段に伝達されるのを防
ぐ防振手段を備えている。
ルからの振動を吸収して、支持手段に伝達されるのを防
ぐ防振手段を備えている。
【００２３】上で説明したように、上下のテーパー軸受
カップ２８、３０が互いに接近する方向に押されると、
各カップの円錐形の傾斜面４０、４２が楔のようにボー
ル２６に係合し、ボール２６を試験片１２に押し付け
る。
カップ２８、３０が互いに接近する方向に押されると、
各カップの円錐形の傾斜面４０、４２が楔のようにボー
ル２６に係合し、ボール２６を試験片１２に押し付け
る。
【００２４】実施例では上下１対のテーパー軸受カップ
を用いているが、どちらか一方を省略して、一個の軸受
カップでボール２６を半径方向内向きに押圧して、試験
片に押しつけるようにしてもよい。但しこの場合は、ボ
ール２６の軸方向への動きを規制するフラットな面を設
ける必要がある。
を用いているが、どちらか一方を省略して、一個の軸受
カップでボール２６を半径方向内向きに押圧して、試験
片に押しつけるようにしてもよい。但しこの場合は、ボ
ール２６の軸方向への動きを規制するフラットな面を設
ける必要がある。
【００２５】ボール２６は、保持器２４に円周方向に所
定の間隔をおいて形成されたポケットに挿入され、試験
片１２の周囲で円周方向に所定の間隔をおいて保持され
ている。ボール２６は、試験片１２の外周に接すること
ができるように保持器のポケットから突出しており、ま
たテーパー軸受カップ２８、３０の楔作用により半径方
向に多少動けるように保持器のポケット内に保持されて
いる。ボール２６を５個用いる場合は、保持器２４を使
用する必要はない。
定の間隔をおいて形成されたポケットに挿入され、試験
片１２の周囲で円周方向に所定の間隔をおいて保持され
ている。ボール２６は、試験片１２の外周に接すること
ができるように保持器のポケットから突出しており、ま
たテーパー軸受カップ２８、３０の楔作用により半径方
向に多少動けるように保持器のポケット内に保持されて
いる。ボール２６を５個用いる場合は、保持器２４を使
用する必要はない。
【００２６】図４に示すように、試験中は試験片１２’
は静止しているので、試験の途中で試験片を加熱したり
冷却することによって、温度変化が試験片の寿命に及ぼ
す影響を調べることができる。試験片を加熱するには、
試験片１２’の中心線に沿って孔８１をあけ、この孔に
絶縁被覆されたワイヤ７８を通し、このワイヤ７８に電
流７６を流す。電流はワイヤ７８を流れ、次にアースさ
れていない側の試験片の端部８０から試験片１２’中を
流れる。このとき試験片１２’の抵抗により熱が発生す
る。こうして試験中に試験片を加熱することができる。
一方試験中に試験片を冷却するには、図５に示すように
試験片１２”の中心線に沿って孔８５をあけ、この孔に
冷却用の気体や液体（たとえば窒素ガス）を流す。冷却
用の気体や液体は試験片１２”の固定端８３に挿入した
チューブ８４から孔８５に供給する。静止した試験片の
周囲をボール２６が公転するため、試験片の加熱、冷却
のために試験を中断する必要はない。
は静止しているので、試験の途中で試験片を加熱したり
冷却することによって、温度変化が試験片の寿命に及ぼ
す影響を調べることができる。試験片を加熱するには、
試験片１２’の中心線に沿って孔８１をあけ、この孔に
絶縁被覆されたワイヤ７８を通し、このワイヤ７８に電
流７６を流す。電流はワイヤ７８を流れ、次にアースさ
れていない側の試験片の端部８０から試験片１２’中を
流れる。このとき試験片１２’の抵抗により熱が発生す
る。こうして試験中に試験片を加熱することができる。
一方試験中に試験片を冷却するには、図５に示すように
試験片１２”の中心線に沿って孔８５をあけ、この孔に
冷却用の気体や液体（たとえば窒素ガス）を流す。冷却
用の気体や液体は試験片１２”の固定端８３に挿入した
チューブ８４から孔８５に供給する。静止した試験片の
周囲をボール２６が公転するため、試験片の加熱、冷却
のために試験を中断する必要はない。
【００２７】図６は、芯合わせ部材８６を有する取付機
構５２を示している。試験片１２を取付手段に固定する
前に、芯合わせ部材８６で試験片１２を、回転部品（上
側のテーパー軸受カップ２８）と同心上に位置決めし、
この状態で取付機構５２に固定する。取付機構５２は、
縦方向に分割されたカラー部材８８と、外周にネジが形
成された上部９２を有する第２のカラー部材９０を有
し、第２カラー部材の上部９０にロックナット９４がね
じ込まれている。取付機構５２は、ネジなどの固定手段
９６でカバー５０に固定され、第２のカラー部材９０に
も固定された鍔付のカラー９８も有する。試験片１２を
芯合わせ部材８６で所定位置に保持した状態で、試験片
を、第２のカラー部材９０のテーパー孔に圧入された第
１のカラー部材８８に挿入し、ロックナット９４を第２
のカラー部材９２のネジ部にねじ込み、第１のカラー部
材で試験片１２を所定位置に強固に保持する。この状態
で芯合わせ部材８６を取り外し、上プレート１４を中間
プレート１６に取り付ける。
構５２を示している。試験片１２を取付手段に固定する
前に、芯合わせ部材８６で試験片１２を、回転部品（上
側のテーパー軸受カップ２８）と同心上に位置決めし、
この状態で取付機構５２に固定する。取付機構５２は、
縦方向に分割されたカラー部材８８と、外周にネジが形
成された上部９２を有する第２のカラー部材９０を有
し、第２カラー部材の上部９０にロックナット９４がね
じ込まれている。取付機構５２は、ネジなどの固定手段
９６でカバー５０に固定され、第２のカラー部材９０に
も固定された鍔付のカラー９８も有する。試験片１２を
芯合わせ部材８６で所定位置に保持した状態で、試験片
を、第２のカラー部材９０のテーパー孔に圧入された第
１のカラー部材８８に挿入し、ロックナット９４を第２
のカラー部材９２のネジ部にねじ込み、第１のカラー部
材で試験片１２を所定位置に強固に保持する。この状態
で芯合わせ部材８６を取り外し、上プレート１４を中間
プレート１６に取り付ける。
【００２８】本発明は、上記の具体的な構成に限定され
るものではなく、クレームで定義する発明の範囲から逸
脱することなく様々な改良、変更が可能である。
るものではなく、クレームで定義する発明の範囲から逸
脱することなく様々な改良、変更が可能である。
【図１】本発明の転がり接触疲労試験機の縦断面図
【図２】本発明の試験片、負荷ボール、テーパー軸受カ
ップを示す拡大断面図
ップを示す拡大断面図
【図３】本発明の試験片、負荷ボール、保持器の拡大平
面図
面図
【図４】試験機の作動中試験片は静止状態にあるため、
電流を試験片に流して試験片を加熱することができるこ
とを示す図２と同様の要部断面図
電流を試験片に流して試験片を加熱することができるこ
とを示す図２と同様の要部断面図
【図５】試験機の作動中試験片は静止状態にあるため、
冷却用の気体を試験片に形成した通路に流して試験片を
冷却することができることを示す図２と同様の要部断面
図
冷却用の気体を試験片に形成した通路に流して試験片を
冷却することができることを示す図２と同様の要部断面
図
【図６】芯合わせ用治具を用いて試験片を固定した状態
で試験片の芯合わせを行う方法を示す試験機上部の縦断
面図
で試験片の芯合わせを行う方法を示す試験機上部の縦断
面図
１０ ＲＣＦ試験機 １４ 上プレート １６ 中間プレート １８ 下プレート ２０、２２ 位置決め用アンギュラー軸受 ２４ 保持器 ２６ 負荷ボール ２８、３０ テーパー軸受カップ ３２ 押圧機構 ３４、３６ 駆動用ハウジング ４０、４２ 傾斜面 ５２ 取付機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メアリィ ジョー リストン アメリカ合衆国 48189 ウィトモア レ イク ロザルタ ドライヴ 10488 (72)発明者 ロバート ダブリュ フレイアー ジュニ ア アメリカ合衆国 48137 ミシガン グレ ゴリィ ラスティック ドライヴ 13720 (72)発明者 ジェイムズ ティシュ アメリカ合衆国 48116 ミシガン ブラ イトン リヴァーサイド 8796 (72)発明者 レオンティオス レス アメリカ合衆国 48103 ミシガン アン アーバー ウェルドン 1712 (72)発明者 ジェイムズ フィドラー アメリカ合衆国 49240 グラス レイク トリスト ロード 11125
Claims (18)
- 【請求項１】 試験片が試験中に固定されているように
試験片を試験機に保持するための取り付け手段と、 試験中に試験片の周囲を回転し、試験片に周期的な接触
応力を加える軸受手段と、 試験中に前記軸受手段を試験片の外周に所定の圧力で押
し付けて、軸受手段を試験片と回転自在に係合させる押
圧手段と、 前記軸受手段を試験片の外周に押し付けた状態で、試験
片の周囲を回転させる回転手段とを備え、 試験片に周期的な接触応力を加えることによって、試験
片の転がり接触疲労特性を測定するための試験機。 - 【請求項２】 試験中に試験片の転がり接触疲労特性を
測定するためのセンサー手段を試験片に直接取付けた請
求項１に記載の試験機。 - 【請求項３】 前記押圧手段が、前記軸受手段に隣接し
て設けられた楔部材を備え、前記楔部材が、前記軸受手
段と転がり係合する傾斜面を有する第１の軸受カップ部
材を備え、 さらにこの押圧手段は、前記傾斜面を前記軸受手段に押
し付けることによって、前記軸受手段と試験片の間に所
定の荷重を加えるための押圧力付与手段を備えた請求項
１の試験機。 - 【請求項４】 前記楔部材が前記第１の軸受カップ部材
と対向して楔係合し、前記軸受手段と転がり係合する傾
斜面を有する第２の軸受カップ部材を備え、前記押圧力
付与手段によって前記第１、第２の軸受カップ部材を前
記軸受手段に押圧するようにした請求項３の試験機。 - 【請求項５】 前記押圧力付与手段が、 前記第１の軸受カップ部材に接続された第１のプレート
と、 第２の軸受カップ部材に接続された第２のプレートと、 前記第１、第２のプレートを互いに接近する方向に押圧
することによって、前記第１、第２の軸受カップ部材を
互いに接近させて、前記軸受手段に押しつけるためのク
ランプ手段を備えている請求項４の試験機。 - 【請求項６】 前記押圧力付与手段が、前記第１、第２
のプレートの間に設けられ、前記第１のプレートに接続
された中間プレートと、 前記中間プレートと前記第２のプレートに接続されたバ
ネを備え、前記バネが前記中間プレートとこれに接続さ
れた第１のプレートと、前記第２のプレートを互いに接
近する方向に押圧することによって、前記中間プレート
が前記第１、第２の軸受カップ部材を互いに接近する方
向に押圧して、前記軸受手段に押しつけるようにした請
求項５の試験機。 - 【請求項７】 前記回転手段および前記第１の軸受カッ
プ部材に接続され、前記回転手段と共に回転することに
よって、前記第１の軸受カップと前記軸受手段を回転さ
せる第１の駆動用ハウジングを備えた請求項５の試験
機。 - 【請求項８】 前記第１のプレートと前記第１の駆動用
ハウジングの間で両者に接続され、前記第１の駆動用ハ
ウジングと前記第１のプレートの相対回転を許容すると
共に、前記第１の軸受カップ部材をガイドするための第
１の位置決め用軸受部材を備えている請求項７の試験
機。 - 【請求項９】 前記軸受手段と共に回転するように前記
第２の軸受カップ部材に接続された第２の駆動用ハウジ
ングと、 前記第２のプレートと前記第２の駆動用ハウジングの間
で両者に接続され、前記第２の駆動用ハウジングと前記
第２のプレートの相対回転を許容すると共に、前記第２
の駆動用ハウジングと第１の軸受カップ部材をガイドす
るための第２の位置決め用軸受部材を備えている請求項
８の試験機。 - 【請求項１０】 前記軸受手段が、保持器で保持された
複数のボールからなり、 前記ボールが試験中に前記試験片の外周に押しつけられ
た状態で、保持器が試験片の周囲を公転するようになっ
ている請求項１の試験機。 - 【請求項１１】 前記複数のボールが、前記保持器によ
って試験片の周囲で互いに１２０°の間隔をおいて配置
された３個のボールからなる請求項１０の試験機。 - 【請求項１２】 前記試験片の試験時間を短縮するため
に、前記複数のボールの外周面を均等な粗面に形成した
請求項１０の試験機。 - 【請求項１３】 前記回転手段が、 試験片を挿入するための中心孔を有するカバープレート
と、 前記カバープレートに接続され、試験片を固定位置に回
転できないように保持する取付機構とを備えている請求
項１の試験機。 - 【請求項１４】 前記回転手段が、 前記軸受手段に接続され、軸受手段を試験片の周囲で公
転させる駆動モーターを備えている請求項１の試験機。 - 【請求項１５】 試験片が長手方向中心軸に沿って形成
された孔を有し、前記センサー手段をこの孔に挿入し軸
受手段と試験片の接触部に近い位置に配置した請求項２
の試験機。 - 【請求項１６】 試験機の支持構造と試験機の間に振動
を吸収する防振手段を備えた請求項１の試験機。 - 【請求項１７】 試験機の基部から上方に延び、試験中
に軸受手段から飛び散る潤滑剤を集める壁を備えた請求
項１の試験機。 - 【請求項１８】 試験中の試験片の温度を制御する手段
を試験片の取付端に設けた請求項１の試験機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/869767 | 1997-06-05 | ||
| US08/869,767 US5837882A (en) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | Stationary element rolling contact fatigue tester |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151836A true JPH1151836A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=25354232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10151375A Pending JPH1151836A (ja) | 1997-06-05 | 1998-06-01 | 試験片固定型転がり接触疲労試験機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5837882A (ja) |
| JP (1) | JPH1151836A (ja) |
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