WO2014163192A1

WO2014163192A1 - 転がり軸受用試験装置

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Publication number: WO2014163192A1
Application number: PCT/JP2014/060002
Authority: WO
Inventors: 育男田口; 吉田　雅人
Original assignee: 日本精工株式会社
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-10-09
Also published as: US9829412B2; JP6205803B2; CN105190276B; EP2982956A4; JP2014202640A; CN105190276A; EP2982956B1; KR101766570B1; EP2982956A1; KR20150121223A; US20160054198A1

Abstract

　ラジアル転がり軸受用試験装置は、ハウジングと、ハウジングの内側に設けられ、ラジアル転がり軸受の一部を浸漬する潤滑油を貯留するように構成された潤滑油溜りと、ハウジングの内側に回転自在に支持され、ラジアル転がり軸受の内輪が外嵌される回転軸と、回転軸を回転駆動するように構成された回転駆動部と、加圧装置を有し、ラジアル転がり軸受に荷重を付与するように構成された荷重付与部と、ラジアル転がり軸受の振動を検出するように構成された振動センサと、を備える。振動センサは、荷重の作用方向に関してラジアル転がり軸受と加圧装置との間で、且つ、ハウジングの外側に設けられている。

Description

転がり軸受用試験装置

　本発明は、自動車、各種工作機械、各種産業機械等の回転支持部に組み込むラジアル転がり軸受の耐久性評価を行う為のラジアル転がり軸受用試験装置に関する。

　転がり軸受の寿命は、転がり軸受の軌道輪や転動体の材質、形状、大きさ、潤滑状態、荷重等の各種因子が複雑に絡み合って変化する。従って、用途に応じた適切な耐久性を有する転がり軸受を得る為には、各種因子が転がり軸受の寿命に及ぼす影響を知る為の試験を行う必要がある。図７は、従来例におけるラジアル転がり軸受用試験装置を示している（例えば、特許文献１参照）。ラジアル転がり軸受用試験装置は、固定ハウジング１の内側に、回転軸２の先端部（図７の左端部）と基端寄り部分とを、それぞれが供試軸受である、一対のラジアル転がり軸受３、３により回転自在に支持している。ラジアル転がり軸受３、３の間に位置する回転軸２の中間部の周囲に、可動ハウジング４を、回転軸２と同心に配置している。可動ハウジング４は、固定ハウジング１の内部に、径方向の変位を可能に、回転方向の変位を阻止した状態で設けられている。そして、可動ハウジング４の内周面と回転軸２の中間部の外周面との間に、サポート軸受５を設けている。そして、サポート軸受５及びラジアル転がり軸受３、３の下半部を、固定ハウジング１の内側に設けられた潤滑油溜り６に貯留された潤滑油中に浸漬している。潤滑油中には、必要に応じて、金属粉末、セラミック粉末等の異物７、７を混入する。油圧シリンダ等の加圧装置により、可動ハウジング４に、鉛直方向（図７の上下方向）に向いた所望値のラジアル荷重Ｆを付与自在としている。

　ラジアル転がり軸受３、３の寿命試験を行う場合には、加圧装置により可動ハウジング４を押圧して、可動ハウジング４、サポート軸受５及び回転軸２を介しラジアル転がり軸受３、３を鉛直方向に押圧すると共に、回転軸２を回転駆動する。この結果、所望のラジアル荷重Ｆを付加されつつ、所望の回転速度で回転された状態で、ラジアル転がり軸受３、３の耐久性評価の為の寿命試験が行える。

　上述の様なラジアル転がり軸受用試験装置を使用してラジアル転がり軸受３、３の寿命試験を行う場合、振動センサによりラジアル転がり軸受３、３の振動値（振幅）を検出し、振動値が予め定められた閾値を超えた時点をラジアル転がり軸受３、３の寿命とし、試験を終了する。但し、供試軸受であるラジアル転がり軸受３、３に振動センサを直接取り付けると、ラジアル転がり軸受３、３を交換する度に振動センサを取り付け直す作業が必要となり面倒である。そこで、振動センサを、ラジアル転がり軸受３、３と共に同期して振動する回転軸２、サポート軸受５および可動ハウジング４の何れかに取り付ける事が考えられる。しかし、回転軸２、サポート軸受５及び可動ハウジング４の何れかに振動センサを取り付けた場合、潤滑油溜り６内に貯留された潤滑油の飛沫が振動センサにかかったり、潤滑油の油温を適切な温度に保つ為にヒータが発する熱により、振動センサを設置した回転軸２、サポート軸受５及び可動ハウジング４の何れかの部分が高温となる可能性がある。この結果、振動センサの検出する値に誤差が大きくなったり、振動センサが故障する可能性がある。

日本国特開２００７－００３１９６号公報

　本発明は、ラジアル転がり軸受の振動の検出精度を確保しつつ、振動センサの故障を防止できるラジアル転がり軸受用試験装置を提供することを目的とする。

　本発明のラジアル転がり軸受用試験装置は、ラジアル転がり軸受の耐久性評価（寿命試験）を行う為に使用される。寿命試験の対象となるラジアル転がり軸受は、外輪と、内輪と、複数の転動体とを備える。外輪は、外輪軌道を有する内周面を備える。内輪は、内輪軌道を有する外周面を備える。転動体は、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられている。

　本発明の一態様によれば、ラジアル転がり軸受用試験装置は、ハウジングと、潤滑油溜りと、回転軸と、回転駆動部と、荷重付与部と、振動センサとを備える。潤滑油溜りは、ハウジングの内側に設けられ、ラジアル転がり軸受の一部を浸漬する潤滑油を貯留するように構成されている。回転軸は、ハウジングの内側に回転自在に支持され、ラジアル転がり軸受の内輪が外嵌される。回転駆動部は、回転軸を回転駆動するように構成されている。荷重付与部は、ラジアル転がり軸受にラジアル荷重及びスラスト荷重の一方を付与するように構成され、油圧式、電動式、或いは機械式等の加圧装置を備える。振動センサは、ラジアル転がり軸受の振動を検出するように構成されている。

　振動センサは、荷重の作用方向に関してラジアル転がり軸受と加圧装置との間で、且つ、ハウジングの外側に設けられている。前記荷重は、回転軸の軸方向（前記ラジアル転がり軸受の軸方向）に直交する方向のラジアル荷重であることが好ましい。ハウジングは、回転軸を、軸方向に離隔した２箇所を、一対の前記ラジアル転がり軸受を介して支持するように構成されていてもよい。ラジアル転がり軸受用試験装置は、回転軸の周囲に回転軸と同心に配置されると共に、ハウジングに対し、径方向の変位を可能に、かつ、回転方向の変位を阻止した状態で設けられた可動ハウジングを更に備えてもよい。ラジアル転がり軸受用試験装置は、可動ハウジングの内周面と、一対の前記ラジアル転がり軸受の間の前記回転軸の外周面の部分との間に設けられたサポート軸受を更に備えてもよい。荷重付与部は、基端面と可動ハウジングの外周面に突き当てられた先端面を有する押圧治具と、押圧治具の基端面と加圧装置の押圧ロッドの先端面との間に設けられた鋼球とを更に備えてもよい。押圧治具の基端面と前記鋼球との間に、荷重付与部の押圧板を設けてもよい。振動センサを、加圧装置を設置した側の押圧板の側面に取り付けてもよい。鋼球と押圧板の一方の側面との接触面積よりも、押圧治具の基端面と押圧板の他方の側面との接触面積を大きくしたほうが好ましい。加圧装置は、例えば、油圧シリンダを備える。

　ラジアル転がり軸受用試験装置は、振動センサが検出するラジアル転がり軸受の振動値が、試験開始時の初期振動値の１．５倍以上、３倍以下に設定された閾値を超えた時点をラジアル転がり軸受の寿命とし、試験を終了するように構成されてもよい。

　上述のラジアル転がり軸受用試験装置によれば、振動センサを、荷重の作用方向に関して、供試軸受であるラジアル転がり軸受と、荷重付与部の加圧装置との間で、且つ、ハウジングの外側に設けている為、ラジアル転がり軸受の振動の検出精度を確保しつつ、前記振動センサの故障を防止できる。この結果、ラジアル転がり軸受の寿命に関して、信頼性の高い評価を行う事が可能になる。

本発明の実施形態におけるラジアル転がり軸受用試験装置の断面図。図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図を含む模式図。固定ハウジングを取り出して示す平面図。固定ハウジングの側面図。ラジアル荷重を鉛直方向に付与する事の問題点を説明する為の断面図。ラジアル荷重を鉛直方向に付与する事の問題点を説明する為の別の断面図。回転軸の回転方向の規制による効果を説明する為の断面図。回転軸の回転方向の規制による効果を説明する為の別の断面図。固定ハウジングを一体に形成する事による効果を説明する為の比較例を示す図。従来例におけるラジアル転がり軸受用試験装置の断面図。

　図１～３Ｂは、本発明の実施形態におけるラジアル転がり軸受用試験装置を示している。図１に示すように、回転軸２ａの先端部と基端寄り部分とを固定ハウジング１ａに対し、それぞれが供試軸受である、一対のラジアル転がり軸受３ａ、３ｂにより回転自在に支持している。即ち、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの内輪８、８を、回転軸２ａの先端部と基端寄り部分とに外嵌している。内輪８、８の内側面は、回転軸２ａの中間部に設けた段差部９、９に、ワッシャ１０、１０を介して突き当てている。ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの外輪１１、１１を、回転軸２ａの軸方向に離隔する状態で鉛直方向に立設された固定ハウジング１ａの一対の軸方向側壁部１２、１２に支持している。軸方向側壁部１２、１２に設けた円孔１３、１３の内側に略円筒状の支持スリーブ１４ａ、１４ｂを取り付けている。そして、各外輪１１、１１を、支持スリーブ１４ａ、１４ｂの先端部内周面に設けた円筒面状の支持部１５ａ、１５ｂに内嵌している。ラジアル転がり軸受３ａの外輪１１の外側面を、支持スリーブ１４ａの支持部１５ａの奥端部に設けた段差面に突き当てている。これにより、ラジアル転がり軸受３ａを、ワッシャ１０の外側面と支持スリーブ１４ａの支持部１５ａの段差面との間で軸方向に強く挟持している。これに対し、他方のラジアル転がり軸受３ｂの外輪１１の外側面は、他方の支持スリーブ１４ｂの内側に軸方向変位を可能に挿入（嵌入）したピストン部１６の先端面に突き当てている。これにより、ラジアル転がり軸受３ｂを、ワッシャ１０の外側面とピストン部１６の先端面との間で軸方向に強く挟持している。本例の場合、ピストン部１６の基端面を、図示しない油圧シリンダ等の加圧装置により押圧する事で、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに所望値のアキシアル荷重Ｆａを付与できる様にしている。

　回転軸２ａの中間部の周囲に回転軸２ａと同心に、略円筒状の可動ハウジング４ａを配置している。そして、可動ハウジング４ａの内周面と回転軸２ａの中間部の外周面との間に、一対のサポート軸受５ａ、５ａを設けている。可動ハウジング４ａは、固定ハウジング１ａの内部に、径方向の変位を可能に、且つ、回転方向の変位を阻止した状態で設けられている。本例の場合、可動ハウジング４ａに、水平方向に所望値のラジアル荷重Ｆｒを付与できる様にしている。水平方向のラジアル荷重Ｆｒを付与する為のラジアル荷重付与部は、油圧式の加圧装置３０と、押圧治具１９と、鋼球２１と、押圧板２２とを備える。即ち、固定ハウジング１ａの軸方向側壁部１２、１２の端部同士を連続させた一対の幅方向側壁部１７ａ、１７ｂのうち、幅方向側壁部１７ａに水平方向に貫通する状態で設けた通孔１８に、略円柱状の押圧治具１９の先端部を挿通し、押圧治具１９の基端面（図２の右端面）に、固定ハウジング１ａの幅方向側壁部１７ａの外側に設置した、油圧シリンダである加圧装置３０の押圧ロッド２０の先端面（図２の左端面）を、鋼球２１及び押圧板２２を介して突き当てて、水平方向のラジアル荷重Ｆｒを付与している。押圧板２２の外側面（図２の右側面）には、円すい凹面状の凹部２３を設け、凹部２３の外周縁に鋼球２１の表面の一部を突き当てている。この様に、押圧板２２と鋼球２１との接触態様を工夫する（円周接触とする）事により、加圧装置３０の押圧ロッド２０の中心軸と、押圧治具１９の中心軸との間に僅かなずれが生じた場合にも、ずれに拘らず（ずれを吸収して）、可動ハウジング４ａにラジアル荷重Ｆｒを安定して付与できる。押圧治具１９の基端面中央部に、円すい凹面状の凹部２４を設ける事で、押圧治具１９の基端面と押圧板２２の内側面とを（凹部２４を除き）隙間無く当接可能としている。これにより、押圧治具１９の基端面と押圧板２２の内側面との接触面積を、鋼球２１と押圧板２２の外側面との接触面積よりも十分に大きくしている。押圧板２２の外側面に振動センサ２５を設け、振動センサ２５により押圧板２２の振動を検出する事で、回転軸２ａ、サポート軸受５ａ、５ａ、可動ハウジング４ａ及び押圧治具１９を介しラジアル転がり軸受３ａ、３ｂ（及びサポート軸受５ａ、５ａ）の振動を検出自在としている。

　ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂにアキシアル荷重Ｆａを付与する為のアキシアル荷重付与部に就いても、上述のラジアル荷重付与部と同様に、加圧装置の押圧ロッドの先端面をピストン部１６の外側面に、鋼球及び押圧板を介して突き当てる様に構成できる。

　回転軸２ａを、直接若しくは無端ベルトを掛け渡されたプーリ及びカップリングを介して、電動モータ等の駆動源の出力軸に接続し、回転軸２ａを所望の回転速度で回転駆動する為の回転駆動部を構成している。

　本例の場合、固定ハウジング１ａは、上方が開口した略矩形箱状で、炭素鋼製の素材に鍛造加工及び切削加工を施して造る事により、全体を一体に形成している。固定ハウジング１ａの内側には、潤滑油溜り６ａが設けられており、潤滑油溜り６ａの底面は、回転軸２ａと同心の部分円筒状の凹曲面としている。潤滑油溜り６ａの底面の曲率半径ｒは、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの外径Ｄの０．６倍以上、２倍以下（０．６Ｄ≦ｒ≦２Ｄ）好ましくは外径Ｄ以下としている。潤滑油中に常に浸漬される潤滑油溜り６ａの底部には、ヒータ２６を設けている。具体的には、潤滑油溜り６ａの底面と可動ハウジング４ａ及び支持スリーブ１４ａ、１４ｂの外周面との間に、板状のヒータ２６を設けている。ヒータ２６の下面と潤滑油溜り６ａの底面との間、並びに、ヒータ２６の上面と可動ハウジング４ａ及び支持スリーブ１４ａ、１４ｂの外周面との間に隙間を介在させている。ヒータ２６は、潤滑油溜り６ａの底面に沿って湾曲している。即ち、ヒータ２６の上下面と、回転軸２ａの中心軸と同心の部分円筒状の曲面としている。潤滑油溜り６ａには、所望の比率で金属粉末やセラミック粉末等の異物７、７を混入した潤滑油を貯留している。この為、実験開始から実験終了までの間中、潤滑油中の異物７、７の混入率が変化しない。そして、回転軸２ａ、延いてはラジアル転がり軸受３ａ、３ｂ及びサポート軸受５ａ、５ａの回転に伴って、潤滑油が撹拌され、異物７、７が潤滑油中で均一に分散する。潤滑油溜り６ａ内に、潤滑油溜り６ａ内の潤滑油の流れを適正にする為の整流手段を設けてもよい。

　上述のラジアル転がり軸受用試験装置により、供試軸受であるラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの耐久性試験（寿命試験）を行う場合には、回転軸２ａによる撹拌効果及び負荷圏の潤滑性を考慮して、潤滑油溜り６ａ内に貯留する潤滑油の油面を、回転軸２ａを回転駆動する以前の状態で、回転軸２ａの下端部から上端部の範囲内に規制する事が好ましい。即ち、潤滑油の油面（上面）を、回転軸２ａの下端部よりも下方に設定すると、回転軸２ａによる撹拌効果が得られなくなり、反対に、回転軸２ａの上端部よりも上方に設定すると、負荷圏の大部分が潤滑油中に浸漬してしまい、異物の影響が表れ難くなって、試験時間が長くなる。そこで、本例の場合には、潤滑油の油面が回転軸２ａの中心軸上に位置する様に貯留している。そして、回転軸２ａを回転駆動する以前の状態で、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの下半部のみを潤滑油中に浸漬している。これにより、寿命試験中に、回転軸２ａの外周面の少なくとも下端部が潤滑油中に浸漬し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂが径方向に関して少なくとも下端から１／３の部分が潤滑油中に浸漬した状態となる様にしている。そして、ヒータ２６により潤滑油の油温を所望の温度（例えば１００℃）に保持する。本例の場合、潤滑油の油面を、回転軸２ａを回転駆動する以前の状態で、回転軸２ａの中心軸上に位置させている為、寿命試験中にも、回転軸２ａやラジアル転がり軸受３ａ、３ｂを所定の温度の範囲内に保持し易い。ピストン部１６の基端面を押圧する事で回転軸２ａを軸方向に押圧し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに所望のアキシアル荷重Ｆａを付加する。更に、押圧ロッド２０により可動ハウジング４ａの外周面を押圧する事で回転軸２ａを水平方向に押圧し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに所望のラジアル荷重Ｆｒを付加する。この状態で、回転軸２ａを、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの玉２７、２７の回転（公転）方向が、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの円周方向に関してラジアル荷重Ｆｒの作用方向前方に位置する負荷圏（図２に太線で示す部分）を、下方から上方に向け通過する方向（図２の時計方向）に、所望の回転速度で回転駆動する。この結果、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂが、所望のラジアル荷重Ｆｒ及びアキシアル荷重Ｆａを付加されつつ所望の回転速度で回転駆動される。この状態で、振動センサ２５が検出するラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの振動値（振幅）が、試験開始時の初期振動値の１．５倍以上、３倍未満（例えば２倍）に設定された閾値を超えた時点をラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの寿命とし、試験を終了する。閾値が初期振動値の１．５倍未満の場合、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂ以外の破損に基づく振動により試験が終了する可能性がある。閾値が３倍以上である場合は、破損が大幅に進行してしまい、破損の起点となった部位を特定できなくなる可能性がある。ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂを交換する際には、支持スリーブ１４ａ、１４ｂを軸方向外方に変位させた状態で、回転軸２ａの軸方向両側からラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの交換を行う。

　上述のラジアル転がり軸受用試験装置によれば、振動センサ２５を押圧板２２に設けている為、供試軸受であるラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの振動の検出精度を確保しつつ、振動センサ２５の故障を防止できる。即ち、振動センサ２５を、ラジアル荷重Ｆｒの作用方向に関して直列に設けられた押圧板２２に取り付けている為、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの振動の検出精度を確保できる。更に、本例の場合、ラジアル荷重Ｆｒの作用方向に関してラジアル転がり軸受３ａ、３ｂ側の押圧板２２の内側面と、押圧治具１９の基端面とを（基端面中央部に設けた凹部２４を除き）隙間無く当接させて、押圧治具１９の基端面と押圧板２２の内側面との接触面積を、鋼球２１と押圧板２２の外側面との接触面積よりも大きくしている為、可動ハウジング４ａの外周面を介して押圧治具１９に伝達された振動を、押圧板２２に効率良く伝達できる。従って、振動の検出精度を良好にできる。振動センサ２５は、固定ハウジング１ａの外側に設けている為、振動センサ２５に潤滑油の飛沫がかかったり、ヒータ２６の発生する熱によって高温になるのを防止できる。これにより、振動センサ２５の検出値に誤差が大きくなったり、振動センサ２５が故障するのを防止できる。

　本例の場合、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの下半部のみを潤滑油中に浸漬し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに対し水平方向にラジアル荷重Ｆｒを付与している。更に、回転軸２ａの回転方向を規制し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの玉２７、２７が、負荷圏を下方から上方に向け通過する方向に回転（公転）する様にしている。この為、ラジアル荷重Ｆｒの作用方向前方に位置する負荷圏の潤滑状態を適正な状態にする事ができ、負荷圏で潤滑油が不足乃至枯渇する傾向になって、試験結果のばらつきが大きくなったり、潤滑状態が過剰になって、試験時間が増大するのを防止できる。更に、各玉２７、２７の公転方向を規制している為、潤滑油溜り６ａ内に貯留した潤滑油中に混入した異物７、７を、負荷圏に適切に送り込む事ができ、この面からも試験結果を安定させられる（ばらつきを抑えられる）。

　上述の点に就いて、図２に加え図４Ａ～５Ｂを用いて説明する。図４Ａと図４Ｂは、前述した従来例と同様に、供試軸受であるラジアル転がり軸受３ｃに対し、ラジアル荷重を鉛直方向に付与する構造を示している。先ず、ラジアル転がり軸受３ｃの内輪８を、回転軸２ａを介し鉛直方向下向きに押圧した場合、図４Ａに示す様に、ラジアル転がり軸受３ｃの下端部（太線で示した部分）が負荷圏となる。即ち、下端部にラジアル荷重Ｆが付与される。ラジアル転がり軸受３ｃは、下半部を潤滑油中に浸漬している為、負荷圏の潤滑状態が過剰となり（良好になり過ぎて）、試験時間が増大する。一方、サポート軸受５（図７参照）は上端部が負荷圏となり、負荷圏の潤滑油が不足乃至枯渇する傾向となる。この結果、サポート軸受５の寿命が短くなり、サポート軸受５を頻繁に交換する必要がある。サポート軸受５の寿命がラジアル転がり軸受３ｃの寿命よりも短くなって、ラジアル転がり軸受３ｃの寿命試験を正常に行えなくなる可能性がある。これに対し、ラジアル転がり軸受３ｃの内輪８を、回転軸２ａを介し鉛直方向上向きに押圧した場合、図４Ｂに示す様に、ラジアル転がり軸受３ｃの上端部（太線で示した部分）が負荷圏となる。即ち、上端部にラジアル荷重Ｆが付加される。負荷圏となる上端部では潤滑油が不足乃至枯渇する傾向となる為、寿命試験を行った場合に、何らかの原因でラジアル転がり軸受３ｃの上端部に潤滑油の飛沫がかかるか、かからないかによって、試験結果が大きくばらつく可能性がある。この様なばらつきは、潤滑油中に異物７、７を混入した場合に顕著となる。

　これに対し、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに対し水平方向にラジアル荷重Ｆｒを付与すると共に、各玉２７、２７の公転方向を、負荷圏を下方から上方に向け通過する方向とした場合、図５Ａに示す様に、潤滑油中に、潤滑油溜り６ａの底部から負荷圏に向く流れを惹起できる。この結果、負荷圏のうちで、潤滑油中に浸漬していない部分にも、潤滑油の一部を跳ねかける事ができる為、潤滑油を程良く行き渡らせる事ができて、安定した試験を行う事が可能になる。潤滑油中に混入した異物７、７を負荷圏に適切に送り込む事ができる。一方、各玉２７、２７の公転方向を、負荷圏を上方から下方に向け通過する方向とした場合、図５Ｂに示す様に、潤滑油中に、ラジアル転がり軸受３ａ（３ｂ）の円周方向に関して負荷圏と反対側に向く流れが惹起される。為、負荷圏のうちで、潤滑油中に浸漬していない部分では潤滑油が不足する。従って、潤滑油が不足した部分（範囲）は、僅かな飛沫の影響で潤滑状態が変化し、試験結果がばらつく要因となる。負荷圏に適切な量の異物７、７を送り込めなくなる（異物７、７は潤滑油の流れにより非負荷圏側に集まってしまう）。回転軸２ａを回転駆動する以前の状態で、潤滑油の油面が回転軸２ａの中心軸上に位置する様にしている為、可動ハウジング４ａの外周面と押圧治具１９の先端面との当接部を潤滑して、これら面の間でフレッチングが発生するのを防止できる。更に、回転軸２ａの外周面の少なくとも下端部を、潤滑油中に浸漬させられる為、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂ及び回転軸２ａ等の固定ハウジング１ａの内側に配置された部材の温度変化を抑制できる。

　本例の場合、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの寿命試験に於いて、潤滑油が潤滑油溜り６ａ内で滞留するのを防止し、潤滑油の性状を潤滑油溜り６ａ内全体で均一にできる。即ち、潤滑油溜り６ａの底面を、回転軸２ａの中心軸と同心の部分円筒状の凹曲面としている為、潤滑油溜り６ａ内で潤滑油や潤滑油中に混入した大小様々な大きさの異物７、７が滞留（堆積）する事を防止できる。図６に示す構造の様に、潤滑油溜り６ｂの底面を平坦面とした場合、潤滑油や異物７、７が隅部（図６中のα部）に滞留し易くなる。潤滑油溜り６ａ内を洗浄する際に、異物７、７が隅部に付着し残留するのを防止できる。更に、本例の場合、潤滑油溜り６ａの底面と、可動ハウジング４ａ及び支持スリーブ１４ａ、１４ｂの外周面との間にヒータ２６を、各面とヒータ２６の上下面との間にそれぞれ隙間を介在させた状態で設けている。この為、流路の絞りに基づき、ヒータ２６の上下両側で潤滑油の流速を速くでき、潤滑油や異物７、７がより滞留し難くできる。潤滑油との熱交換を効率良く行える。特に、本例の場合、潤滑油溜り６ａの底面の曲率半径ｒを、ラジアル転がり軸受３ａ、３ｂの外径Ｄの０．６倍以上、２倍以下としている（０．６Ｄ≦ｒ≦２Ｄ）為、必要とする潤滑油の油量を増大させる事なく、潤滑油の循環性を良好にできる。更に、曲率半径ｒを、外径Ｄ以下（ｒ≦Ｄ）とすれば、潤滑油の油量をより低減できる。即ち、曲率半径ｒを、外径Ｄの２倍よりも大きくした（ｒ＞２Ｄ）場合、必要とする潤滑油の油量が増大する。一方、曲率半径ｒを、外径Ｄの０．６倍未満とした（ｒ＜０．６Ｄ）場合、ヒータ２６の上下両側の隙間が狭くなり過ぎて、潤滑油の循環性が低下する。ヒータ２６の上下両側に隙間を設ける事で、ヒータ２６の上下面と潤滑油との接触面積を広くでき、潤滑油の油温調節を効率良く行う事ができる。潤滑油溜り６ａの底面を凹曲面として、潤滑油溜り６ａの表面を滑らかに連続させている為、潤滑油溜り６ａの表面が均一に熱を吸収又は放散できて、油温のばらつきを防止できる。具体的には、潤滑油溜り６ａ内に貯留した潤滑油の油温を、所望の温度±３℃の範囲内に調節可能になる。

　更に、本例の場合、固定ハウジング１ａを、全体を一体に形成している為、ラジアル荷重Ｆｒ及びアキシアル荷重Ｆａに対する剛性を高くできる。この点に就いて、図２に加え、比較例に係る構造を示した図６を用いて説明する。固定ハウジング１ｂは、上方が開口した矩形箱状で、その内側に潤滑油溜り６ｂを有しており、平板状の底板部２８に、互いに平行な一対の側板部２９、２９と、側板部２９、２９の端部同士を連結した一対の端板部とを、それぞれ溶接等により支持固定して造られている。この為、回転軸２ａに付与する水平方向のラジアル荷重Ｆｒを大きくした場合に、固定ハウジング１ｂの側板部２９、２９が、ラジアル荷重Ｆｒの作用方向に向け倒れる方向に変形する可能性がある。この結果、ラジアル荷重Ｆｒをラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに正常に付与できなくなって、試験結果のばらつきが大きくなる可能性がある。これに対し、本例の場合、固定ハウジング１ａは全体を一体に形成し、ラジアル荷重Ｆｒに対する剛性を高くしている為、ラジアル荷重Ｆｒをラジアル転がり軸受３ａ、３ｂに正常に付与して、試験結果のばらつきを防止できる。潤滑油溜り６ａの内面に、複数の板材を組み合わせる事で形成される継ぎ目がない為、伝熱性を良好にできる。更に、潤滑油溜り６ａ内を洗浄する際に、異物７、７が継ぎ目に付着し（引っ掛かり）残留しない。この面からも、潤滑油の性状を均一に保って、試験結果のばらつきを抑えられる。

　前述した実施形態では、振動センサをラジアル荷重の作用方向に関して供試軸受であるラジアル転がり軸受と、加圧装置の押圧ロッドとの間に設けた構造に就いて説明した。但し、供試軸受が、ラジアル荷重に加えアキシアル荷重も支承可能な玉軸受であって、ラジアル荷重を付与せずにアキシアル荷重のみ付与して寿命試験を行う場合には、振動センサを、アキシアル荷重の作用方向に関して、玉軸受と、アキシアル荷重を付与する為の加圧装置との間に設けてもよい。本発明を実施する場合に、押圧治具と押圧板とを一体として、押圧治具の基端部に、振動センサを取り付ける為の取付部を設けてもよい。

　本発明は、２０１３年４月５日出願の日本特許出願２０１３－０７９７９１号に基づき、その内容は参照としてここに取り込まれる。

　　１、１ａ、１ｂ　固定ハウジング
　　２、２ａ　回転軸
　　３、３ａ～３ｃ　ラジアル転がり軸受
　　４、４ａ　可動ハウジング
　　５、５ａ　サポート軸受
　　６、６ａ、６ｂ　潤滑油溜り
　　７　　異物
　　８　　内輪
　１１　　外輪
　１４ａ、１４ｂ　支持スリーブ
　１９　　押圧治具
　２０　　押圧ロッド
　２１　　鋼球
　２２　　押圧板
　２５　　振動センサ
　２７　　玉
　３０　　加圧装置

Claims

　外輪軌道が形成された内周面を有する外輪と、内輪軌道が形成された外周面を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えたラジアル転がり軸受の軸受寿命の試験を行う為のラジアル転がり軸受用試験装置であって、
　ハウジングと、
　前記ハウジングの内側に設けられ、前記ラジアル転がり軸受の一部を浸漬する潤滑油を貯留するように構成された潤滑油溜りと、
　前記ハウジングの内側に回転自在に支持され、前記ラジアル転がり軸受の内輪が外嵌される回転軸と、
　前記回転軸を回転駆動するように構成された回転駆動部と、
　加圧装置を有し、ラジアル転がり軸受に荷重を付与するように構成された荷重付与部と、
　ラジアル転がり軸受の振動を検出するように構成された振動センサと、を備え、
　前記振動センサが、前記荷重の作用方向に関して前記ラジアル転がり軸受と前記加圧装置との間で、且つ、前記ハウジングの外側に設けられている、ラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記荷重が、前記回転軸の軸方向に直交する方向のラジアル荷重である、請求項１に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記ハウジングは、前記回転軸の軸方向に離隔した２箇所を、一対の前記ラジアル転がり軸受を介して支持するように構成され、
　前記回転軸の周囲に回転軸と同心に配置されると共に、前記ハウジングに対し、径方向の変位を可能に、かつ、回転方向の変位を阻止した状態で設けられた可動ハウジングと、
　前記可動ハウジングの内周面と、一対の前記ラジアル転がり軸受の間の前記回転軸の外周面の部分と、の間に設けられたサポート軸受と、を更に備えたラジアル転がり軸受用試験装置であって、
　前記加圧装置は、先端面を有する押圧ロッドを備え、
　前記荷重付与部は、基端面と前記可動ハウジングの外周面に突き当てられた先端面とを有する押圧治具と、前記押圧治具の基端面と前記押圧ロッドの先端面との間に設けられた鋼球と、を更に備えている、請求項２に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記荷重付与部は、押圧板を更に備え、
　前記押圧板は、前記押圧治具の基端面と前記鋼球との間に設けられており、
　前記振動センサは、前記加圧装置を設置した側の押圧板の側面に取り付けられている、請求項３に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記鋼球と前記押圧板の一方の側面との接触面積よりも、前記押圧治具の基端面と前記押圧板の他方の側面との接触面積が大きい、請求項４に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記加圧装置が油圧シリンダである、請求項３～５の何れか１項に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。
　前記振動センサが検出する前記ラジアル転がり軸受の振動値が、試験開始時の初期振動値の１．５倍以上、３倍以下に設定された閾値を超えた時点を前記ラジアル転がり軸受の寿命とし、試験を終了するように構成された、請求項１～６の何れか１項に記載したラジアル転がり軸受用試験装置。