転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置
【課題】 転がり軸受１のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定する。
【解決手段】 転がり軸受１のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受１よりも小さいばね定数を有する弾性部材２０を介して、内輪３にアキシアル荷重を付与する。そして、この状態で、外輪２を回転させつつ上記内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。この結果、この内輪３と共に変位する部材を軽量にでき、固有振動数を大きくできると共に、上記弾性部材２０により上記内輪３の振動絶縁を図れ、上記課題を解決できる。
【解決手段】 転がり軸受１のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受１よりも小さいばね定数を有する弾性部材２０を介して、内輪３にアキシアル荷重を付与する。そして、この状態で、外輪２を回転させつつ上記内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。この結果、この内輪３と共に変位する部材を軽量にでき、固有振動数を大きくできると共に、上記弾性部材２０により上記内輪３の振動絶縁を図れ、上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、モータ等の回転装置の回転主軸を支持する為の転がり軸受等、使用状態で静寂性を要求される回転装置の回転部分に組み込む転がり軸受の、アキシアル方向の振動を測定する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転装置の回転部材を支持する為の転がり軸受の振動を測定する事が、従来から行なわれている。例えば図４〜５に示す様に、転がり軸受１を構成する外輪２にアキシアル荷重を付与しつつ（予圧を付与した状態で）、同じく内輪３を回転主軸４によりを回転させた状態で、上記外輪２の外周面に当接乃至近接対向させた振動ピックアップ５により、この外輪２のラジアル方向の振動を測定する事が行なわれている。一方、使用時に静寂性が要求される回転装置、例えばモータ等の主軸を支持する転がり軸受の場合には、この転がり軸受を支持する為のブラケット（軸受ハウジング部分）が、この転がり軸受のラジアル方向に関して平面状（薄板状）となる場合が多い。そして、この様な平面状のブラケットにより転がり軸受を支持する場合、この転がり軸受のアキシアル方向の支持剛性を確保しにくくなり、この転がり軸受がアキシアル方向に振動し易くなる可能性がある。この為、この様な状態で使用される転がり軸受の場合には、ラジアル方向だけでなく、アキシアル方向の振動を抑制する事が、上記モータ等の回転装置の静寂性を確保する面で重要となる。
【０００３】
この様に転がり軸受のアキシアル方向の振動を抑制する為には、この転がり軸受のアキシアル方向の振動を測定すると共に、その振動の評価（例えば振動量が許容範囲か否か等の判定）を行なう必要がある。例えば特許文献１には、図６に示す様な、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する為の振動測定装置６が記載されている。この振動測定装置６は、無端ベルト１４により回転駆動される中空回転主軸７の内側に被測定軸８を、Ｏリング等の緩衝部材９、９を介して支持している。この為、この被測定軸８は、上記中空回転主軸７の内側で、アキシアル方向の変位を許容されつつ、この中空回転主軸７と同期して回転する。上記転がり軸受１の振動を測定する場合には、この転がり軸受１の内輪３を上記被測定軸８の一端部に外嵌する。そして、この転がり軸受１の外輪２を図示しない治具等により静止させた（回転を阻止した）状態で、上記中空回転主軸７並びに被測定軸８を回転させつつ、この被測定軸８の軸方向変位量を検出器１５により検出する事で、上記転がり軸受１の内輪３のアキシアル方向の振動量を測定する。
【０００４】
又、特許文献２には、図７〜８に示す様な、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する為の振動測定装置６ａが記載されている。この振動測定装置６ａは、上記転がり軸受１を構成する内輪３に押圧子１０により所定のアキシアル荷重を付与しつつ、回転主軸４ａにより外輪２を回転させる。そして、この状態で、上記押圧子１０に連設した検出センサ１１により、上記内輪３の振動加速度を測定する。この様な特許文献２に記載された振動測定装置６ａの場合には、この様に測定した振動加速度の大きさに応じて、上記転がり軸受１の良否判定を行なう（振動加速度が所定値以上であれば不良品とする）。又、特許文献３には、転がり軸受の内輪又は外輪を傾けた（回転中心軸に対して傾斜させた）状態で、この転がり軸受の振動を測定する技術が記載されている。又、特許文献４には、軌道輪に付与するアキシアル荷重の方向を切り換えられる玉軸受用検査装置が記載されている。
【０００５】
ところで、転がり軸受のアキシアル方向の振動は、例えば非特許文献１、２に記載されている様に、図９に示す様な、転がり軸受１をばねとした振動モデル（固有振動系）として考える事ができる。この場合に、この転がり軸受１のアキシアルばね定数をＫとし、外輪２或いは内輪３の質量をＭとすると、この転がり軸受のアキシアル方向の固有振動数Ｆは、次の（１）式で表せる。
Ｆ＝１／（２π）・√（Ｋ／Ｍ） ‐‐‐（１）
ここで、上記転がり軸受１を構成する内輪３のアキシアル方向の変位を阻止すると共に、同じく外輪２のアキシアル方向の変位を許容する（フリーとした）状態で、この外輪２のアキシアル方向の振動を求める場合には、上記質量Ｍは、この外輪２の質量となる。そして、この場合に上記（１）式から求められる上記固有振動数Ｆは、外輪質量系アキシアル方向固有振動数となる。一方、上記外輪２のアキシアル方向に関する変位を阻止すると共に、内輪３のアキシアル方向の変位を許容する（フリーとした）状態で、この内輪３の振動を求める場合には、上記Ｍはこの内輪３の質量となる。そして、この場合に上記（１）式から求められる上記固有振動数Ｆは、内輪質量系アキシアル方向固有振動数となる。
【０００６】
又、図１０は、玉軸受の外輪質量系の振動スペクトル、即ち、この玉軸受を構成する内輪のアキシアル方向の変位を阻止した状態で、同じく外輪のアキシアル方向の振動を測定した場合の、この玉軸受の振動特性を表している。尚、この図３は、呼び番号６２００の玉軸受（内径１０mm、外径３０mm、幅９mm）の測定結果を表しているが、中型、大型モータ等に組み込まれる並径玉軸受（内径が１０〜３０mm程度）に就いても、同様の結果を得られる。この様な線図から明らかな様に、所定の振動数（周波数）、即ち、１．５ＫＨｚ程度で、明瞭な共振ピークが出現する事が分かる。この共振ピークの振動数（周波数）が、外輪質量系アキシアル方向固有振動数（共振周波数）となる。又、この固有振動数（共振周波数）よりも高い周波数領域では、振動スペクトルが急激に減衰する。この為、この固有振動数（１．５ＫＨｚ）よりも高い周波数領域では、振動測定感度を得にくくなる（振動が小さくなる）事が分かる。
【０００７】
一方、例えばモータ等の回転装置の音響性能を評価する上では、４〜５ＫＨｚの高周波領域での転がり軸受の振動（音響）を測定する事が重要になる。この様な高周波領域で振動を測定する（測定感度を得る）為には、言い換えれば、振動特性の評価を十分に行なえる程度に転がり軸受を振動させる為には、上記転がり軸受のアキシアル方向の固有振動数Ｆを高くする事が好ましい。この様に固有振動数Ｆを高くする為には、上記式（１）から明らかな様に、ばね定数Ｋを大きくしたり、質量Ｍを小さくする事が考えられる。このうちのばね定数Ｋを大きくする場合には、転がり軸受に付与するアキシアル方向の荷重Laを大きくする事が考えられる。但し、この様にアキシアル方向の荷重Laを大きくすると、実際の運転時にこの転がり軸受に加わる荷重と、振動測定時に付与する荷重Laとが大きくずれて、測定結果の信頼性が低下する他、この転がり軸受に損傷を生じる可能性がある。一方、上記質量Ｍを小さくする為には、外輪２に比べて質量の小さい内輪３の振動（内輪質量系の振動）を測定する事が考えられる。但し、前述した特許文献１〜２に記載された従来技術の場合には、この様に内輪３の振動を測定する場合でも、振動特性を精度良く測定できない可能性がある。
【０００８】
即ち、実際にアキシアル方向の振動を測定する場合、上記式（１）中の質量Ｍは、転がり軸受１の軌道輪（内輪３の振動を測定する場合はこの内輪、外輪２の振動を測定する場合はこの外輪２）のみの質量だけでなく、この軌道輪（内輪３或いは外輪２）を含む、この軌道輪と共に変位（振動）する部材全体（被測定系全体）の質量となる。この為、前述した特許文献１に記載された技術、即ち、前記図６に示した振動測定装置６で振動測定を行なう場合、上記質量Ｍは、内輪３の質量だけでなく、この内輪３の質量に、この内輪３と共に変位する部材である被測定軸８の質量を加えた値となる。この為、上記質量Ｍが、上記内輪３単体のみの質量に比べて相当に大きくなり、その分、固有振動数Ｆが小さくなる。そして、この様に固有振動数Ｆが小さくなる分、高周波領域で測定感度を得られにくくなる（振動しなくなる）。例えば、上記４〜５ＫＨｚの高周波領域で振動を測定した場合に、その測定値が実際の振動量（内輪３単体の振動量）に比べて小さくなり、上記転がり軸受１の振動特性を精度良く測定できなくなる可能性がある。
【０００９】
又、前述した特許文献２に記載された技術、即ち、前記図７〜８に示した振動測定装置６ａの場合には、圧電変換素子により構成される検出センサ１１が、押圧子１０を押圧する為の加圧手段１２を構成するアーム１３に取り付けられている。この為、この検出器１１の自由な運動が阻害される可能性がある。即ち、本来被測定物である内輪３と一体的に運動すべき上記検出器１１が、上記アーム１３の拘束を受けて、この内輪３本来の振動を精度良く測定できなくなる可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】実開昭５６−２５２４５号公報
【特許文献２】特開平５−１２６６２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３６１３９０号公報
【特許文献４】特開２０００−２９２３１４号公報
【非特許文献１】五十嵐昭男、「入門講座・ころがり軸受７ ころがり軸受の振動と音響」、雑誌「潤滑」、社団法人日本潤滑学会（現トライボロジー学会）、１９７１年、第１６巻、第４号、ｐ．３０７
【非特許文献２】転がり軸受工学編集委員会編、「転がり軸受工学」、初版、株式会社養賢堂、昭和５０年７月１０日、ｐ．１４０−１４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置は、上述の様な事情に鑑みて、この転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置が測定対象とする転がり軸受は、内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る。
そして、請求項１に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法は、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さい（アキシアル）ばね定数を有する弾性部材（例えば、合成樹脂、ゴムの如きエラストマー等の高分子材料により造られたもの、或いは、板ばね、コイルばね等のばね要素等）を介して、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記外輪を回転させる。そして、この状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
尚、この測定は、上記内輪の回転を阻止する（静止させる）と共に、上記外輪のアキシアル方向に関する変位を阻止した状態で行なう。又、上記弾性部材は、例えばモータ用途の転がり軸受のアキシアルばね定数は２Ｎ／μｍ〜２０Ｎ／μｍ程度である為、この値に比べて小さい値、より好ましくは十分に小さい値（例えば１／２以下、より好ましくは１／１０以下、更に好ましくは１／１００以下）で例えば０．０２〜２Ｎ／μｍ、より好ましくは、０．０２〜１Ｎ／μｍ程度のばね定数を有するものとする。
【００１３】
又、この様な請求項１に記載した振動測定方法を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記内輪と共に変位（振動）する部材（例えば、内輪と弾性部材との間に挟持される押圧片）に一体に設けた振動検出手段により、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
又、請求項３に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材の重さを変える事により、この内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数（共振周波数）を所望の値に調節した状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【００１４】
又、請求項４に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置は、上記内輪にアキシアル荷重を付与する為の荷重付与手段と、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材と、上記内輪の振動を検出する為の振動検出手段と、上記外輪を回転させる為の回転駆動手段とを備える。そして、上記荷重付与手段により上記弾性部材を介して上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記回転駆動手段により上記外輪を回転させる。この際、上記内輪は、回転を阻止した（静止させた）状態とする共に、上記外輪は、上記アキシアル方向に関する変位を阻止した状態とする。そして、この状態で、上記振動検出手段により上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【００１５】
又、この様な請求項４に記載した振動測定装置を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材（例えば、内輪と弾性部材との間に挟持される押圧片）に振動検出手段を一体に設ける。
又、請求項６に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材の重さを所望の値に調節可能とする。この場合に好ましくは、上記内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数（共振周波数）を所望の値に調節した状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置によれば、この転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定できる。
即ち、外輪に比べて軽量である内輪の振動を測定する為、この外輪の振動を測定する場合に比べて、固有振動数（共振周波数）を大きくできる。又、この内輪に弾性部材を介してアキシアル荷重を付与するだけで、この内輪は回転させない。この為、この内輪と共に変位（振動）する部材も、（回転伝達を行なう必要がないので）例えば特許文献１に記載された振動測定装置の場合に比べて軽量に構成でき、この面からも固有振動数を大きくできる（内輪単体の固有振動数に近付けられる）。そして、この様に固有振動数を大きくできる（内輪単体での固有振動数に近付けられる）分、高周波領域での感度を確保でき（高周波領域でも振動特性の評価を正確に行なえる程度に内輪を振動させる事ができ）、例えば４〜５ＫＨｚの高周波領域での音響特性を精度良く測定できる。しかも、上記弾性部材は、転がり軸受のアキシアル方向に関する剛性に関し、小さいばね定数を有するものとしている為、この弾性部材により上記内輪の振動絶縁を図れる。即ち、この弾性部材により、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、この内輪の運動（変位、振動）を許容できる。この為、この内輪本来の振動を精度良く測定できる。
【００１７】
又、前述の請求項２、５に記載した構成を採用すれば、上記内輪と共に変位する部材全体の質量を更に小さくできる。この為、上記固有振動数（共振周波数）を更に大きくでき（内輪単体の固有振動数に更に近付けられ）、その分高周波領域でも振動特性を精度良く測定できる。
又、前述の請求項３、６に記載した構成を採用すれば、内輪と共に変位（振動）する部材（例えば押圧片）の重さを調節する事により、例えば転がり軸受を組み込むモータ等の回転装置の固有振動数（共振周波数）に合わせた状態で、この転がり軸受の振動を測定できる。この為、この転がり軸受を回転装置に組み込まなくても、この回転装置に組み込んだ状態と同様の状態で、この転がり軸受の振動を精度良く測定する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜２は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の振動測定装置６ｂが測定対象とする転がり軸受１は、外輪２と、内輪３と、複数個の転動体１６、１６とから成る。そして、このうちの内輪３の外周面に設けた内輪軌道１７と、上記外輪２の内周面に設けた外輪軌道１８との間に、上記各転動体１６、１６を転動自在に設ける事で、これら外輪２と内輪３との相対回転を許容する。又、本例の振動測定装置６ｂは、この様な転がり軸受１のアキシアル方向（図１の左右方向）の振動を測定する為のもので、荷重付与手段１９と、弾性部材２０と、振動検出手段２１と、回転駆動手段２２とを備える。
【００１９】
このうちの荷重付与手段１９は、上記内輪３に所定のアキシアル荷重（図１の右方に押圧する荷重）を付与する為のもので、押圧装置２３と、押圧片２４とにより構成している。このうちの押圧装置２３は、例えば油圧アクチュエータ、エアーアクチュエータ、或いは、圧縮コイルばね、板ばね等のばね部材等により構成するもので、所定の押圧力を発生するものである。尚、この押圧装置２３は、この様な油圧式、エアー圧（空気圧）式、ばね圧式によるもの以外の型式のものでも、上記内輪３に所定のアキシアル荷重を付与できるものであれば採用可能である。又、上記押圧片２４は、上記押圧装置２３により上記弾性部材２０を介して上記内輪３を押圧するものである。又、上記弾性部材２０は、上記転がり軸受１のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受１よりも小さいばね定数を有するものとしている。この様な特性を有するものとしては、例えば合成樹脂、ゴムの如きエラストマー等の高分子材料により造られたもの、或いは、板ばね、コイルばね等のばね要素等が採用可能である。
【００２０】
本例の場合は、上記弾性部材２０を円筒状（リング状）のものとしている。そして、この様な円筒状の弾性部材２０の軸方向両端縁を、上記押圧装置２３の側面と上記押圧片２４の片側面とに全周に亙り当接させた状態で、これら押圧装置２３と押圧片２４との間に挟持されている。尚、上記弾性部材２０は、この様に押圧装置２３と押圧片２４との両側面に全周に亙り当接させるもの（円筒状のもの）の他、例えば円柱状のものを円周方向に複数個（例えば３本）配置する事により構成する事もできる。
【００２１】
又、上記振動検出手段２１は、上記内輪３の振動を検出するもので、例えば圧電式の加速度センサ（加速度ピックアップ）等の振動センサ２５により構成している。本例の場合は、この振動センサ２５を上記押圧片２４と一体に設けており、後述する様に測定時には、これら押圧片２４並びに振動センサ２５が上記内輪３と共に振動（変位）する。この様に内輪３と共に変位する上記押圧片２４並びに振動センサ２５は、前述した様に軽量である事が、上記内輪３本来（内輪３単体）の振動を測定する面で、更には、固有振動数を大きくして、高周波領域での測定感度を向上させる面で、好ましい。この為、本実施例の場合には、上記押圧片２４を、アルミニウム合金、チタン合金、セラミック等の、比重が小さく、且つ、剛性の高い材料により造っている。又、図示の例の場合は、上記押圧片２４を、上記内輪３の側面に当接するフランジ部２６と、この内輪３に内嵌する嵌合部２７とにより構成している。但し、この押圧片２４の更なる軽量化を図るべく、上記嵌合部２７を省略して上記フランジ部２６のみとした円板状のものとする事もできる。
【００２２】
又、上記振動センサ２５を、圧電式加速度センサ等の接触式のものに代えて、レーザドップラ式振動検出器等の非接触式のものを使用する事もできる。この様に構成すれば、上記振動センサ２５分の質量も低減でき、上記内輪３と共に変位（振動）する部材の更なる軽量化を図れる。この様な軽量化は、上述した様に、上記内輪３本来（内輪３単体）の振動を測定すると共に、固有振動数を大きくして、高周波領域での測定感度を向上させる面で、好ましい。何れにしても、上記振動センサ２５の出力信号は、図示しない測定回路に送られて、振動量の計測表示、振動レベルの合否判定、振動スペクトル分析等、目的に応じた信号処理が行なわれる。
【００２３】
又、前記回転駆動手段２２は、前記外輪２を回転させる為のもので、図示しないモータ等の駆動源により回転駆動される回転主軸２８により構成している。この回転主軸２８は、軸方向先端部（図１の左端部）に、上記外輪２をがたつきなく内嵌する為の凹部２９を設けている。振動測定時には、この凹部２９に上記外輪２を内嵌した状態で所定の回転速度で回転する。この様な測定時には、上記回転主軸２８の振動が上記内輪３の振動として検出される事は好ましくない為、この回転主軸２８は高剛性のものとする。
【００２４】
上述の様に構成する本例の振動測定装置６ｂにより、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する場合には、この転がり軸受１の外輪２を上記回転主軸２８の凹部２９に内嵌すると共に、押圧片２４を内輪３の端面に突き当てる。そして、上記弾性部材２０を介して上記押圧装置２３によりこの内輪３を図１の右方に押圧しつつ（アキシアル荷重を付与しつつ）、この内輪３の回転を阻止した状態（静止させた状態）で、上記回転主軸２８を回転させる。そして、この回転主軸２８の回転に基づき上記外輪２を、上記アキシアル方向に関する変位を阻止した状態で回転させる。そして、この状態で上記振動センサ２５により上記内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。
【００２５】
上述の様に構成する本例の振動測定装置６ｂによれば、この転がり軸受１のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定できる。
即ち、この転がり軸受１の振動として、上記外輪２に比べて軽量である上記内輪３の振動を測定する為、この外輪２の振動を測定する場合に比べて、固有振動数（共振周波数）を大きくできる。又、この内輪３に弾性部材２０を介してアキシアル荷重を付与するだけで、この内輪３は回転させない。この為、例えば前述の特許文献１に記載した様な振動測定装置６（図６参照）に比べて、この内輪３と共に変位（振動）する部材も軽量に構成でき、この面からも固有振動数を大きくできる（内輪３単体の固有振動数に近付けられる）。そして、この様に固有振動数を大きくできる（内輪３単体での固有振動数に近付けられる）分、高周波領域での感度を確保でき（高周波領域でも振動特性の評価を正確に行なえる程度に内輪３を振動させる事ができ）、例えば４〜５ＫＨｚの高周波領域での音響特性を精度良く測定できる。しかも、上記弾性部材２０は、転がり軸受のアキシアル方向に関する剛性に関し、小さいばね定数を有するものとしている為、この弾性部材２０により上記内輪３（並びに押圧片２４）の振動絶縁を図れる。即ち、この弾性部材２０により、上記内輪３にアキシアル荷重を付与しつつ、この内輪３（並びに押圧片２４）の運動（変位、振動）を許容できる。又、上記押圧片２４も軽量である為、この押圧片２４も上記内輪３と一体的に変位（振動）する。この為、この内輪３の振動を減衰又は歪曲する事なく、上記押圧片２４に一体に設けた振動センサ２５により検出でき、この内輪３本来の振動を精度良く測定できる。
【００２６】
又、本例の場合には、上述の様に内輪３と共に変位する部材である押圧片２４に振動センサ２５を一体に設けている為、上記内輪３と共に変位する部材の質量を更に小さくできる。この為、上記固有振動数（共振周波数）を更に大きくでき（内輪３単体の固有振動数に更に近付けられ）、その分高周波領域でも振動特性を精度良く測定できる。
尚、図２は、本例の振動測定装置６ｂで呼び番号６２００の玉軸受（内径１０mm、外径３０mm、幅９mm）の振動を測定した結果（振動スペクトル）を示している。この様な図２の線図と、前述の図１０の線図を比較すれば明らかな様に、本例の振動測定装置６ｂによれば、固有振動数（共振周波数）を５０％程度高くできる。又、例えばモータ等の回転装置の音響性能を評価する上で重要となる、５ＫＨｚ程度までの振動（音響）に関して、共振周波数よりも高周波数領域とこの共振周波数以下の平坦特性部分とを比較した場合に、従来の測定装置の場合では、高周波領域が平坦部分に比べて２０dB程度低下しているのに対して、本例の場合は１０dB程度の低下に留められる。
【００２７】
図３は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、内輪３（図１参照）と共に変位する部材である、押圧片２４ａの重さを所望の値に調節可能としている。この為に、本実施例の場合は、この押圧片２４ａの嵌合部２７の先端部（図３の右端部）に錘３０を着脱可能としている。この錘３０は、鉛合金等の比重の大きい材料により造られたもので、上記嵌合部２７の先端部に、ねじ止め、接着、圧着等により結合固定する。そして、この様に押圧片２４ａの重さを可変とする事により、この内輪３を含む、この内輪３と共に変位（振動）する部材全体（押圧片２４ａ並びに振動センサ２５）の固有振動数を所望の値に調節した状態で、この内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。
【００２８】
この様な本例の場合には、上記内輪３と共に変位する部材である押圧片２４ａの重さを調節する事により、例えば転がり軸受１（図１参照）を組み込むモータ等の回転装置の固有振動数（共振周波数）に合わせた状態で、この転がり軸受１（内輪３）の振動を測定できる。この為、この転がり軸受１を回転装置に組み込まなくても、この回転装置に組み込んだ状態と同様の状態で、この転がり軸受１の振動を精度良く測定する事ができる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１に示した装置により玉軸受のアキシアル方向の振動を測定した結果を示す線図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す要部正面図。
【図４】従来の転がり軸受のラジアル方向の振動を測定する為の測定装置を示す正面図。
【図５】図４の左から見た図。
【図６】従来の転がり軸受のアキシアル方向の振動を測定する為の測定装置の第１例を示す断面図。
【図７】同第２例を示す正面図。
【図８】測定時における図７のＡ部に相当する拡大断面図。
【図９】転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を説明する為の振動モデル図。
【図１０】従来の測定装置で玉軸受のアキシアル方向の振動を測定した結果を示す線図。
【符号の説明】
【００３０】
１ 転がり軸受
２ 外輪
３ 内輪
４、４ａ 回転主軸
５ 振動ピックアップ
６、６ａ、６ｂ 振動測定装置
７ 中空回転主軸
８ 被測定軸
９ 弾性部材
１０ 押圧子
１１ 検出センサ
１２ 加圧手段
１３ アーム
１４ 無端ベルト
１５ 検出器
１６ 転動体
１７ 内輪軌道
１８ 外輪軌道
１９ 荷重付与手段
２０ 弾性部材
２１ 振動検出手段
２２ 回転駆動手段
２３ 押圧装置
２４、２４ａ 押圧片
２５ 振動センサ
２６ フランジ部
２７ 嵌合部
２８ 回転主軸
２９ 凹部
３０ 錘
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、モータ等の回転装置の回転主軸を支持する為の転がり軸受等、使用状態で静寂性を要求される回転装置の回転部分に組み込む転がり軸受の、アキシアル方向の振動を測定する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
各種回転装置の回転部材を支持する為の転がり軸受の振動を測定する事が、従来から行なわれている。例えば図４〜５に示す様に、転がり軸受１を構成する外輪２にアキシアル荷重を付与しつつ（予圧を付与した状態で）、同じく内輪３を回転主軸４によりを回転させた状態で、上記外輪２の外周面に当接乃至近接対向させた振動ピックアップ５により、この外輪２のラジアル方向の振動を測定する事が行なわれている。一方、使用時に静寂性が要求される回転装置、例えばモータ等の主軸を支持する転がり軸受の場合には、この転がり軸受を支持する為のブラケット（軸受ハウジング部分）が、この転がり軸受のラジアル方向に関して平面状（薄板状）となる場合が多い。そして、この様な平面状のブラケットにより転がり軸受を支持する場合、この転がり軸受のアキシアル方向の支持剛性を確保しにくくなり、この転がり軸受がアキシアル方向に振動し易くなる可能性がある。この為、この様な状態で使用される転がり軸受の場合には、ラジアル方向だけでなく、アキシアル方向の振動を抑制する事が、上記モータ等の回転装置の静寂性を確保する面で重要となる。
【０００３】
この様に転がり軸受のアキシアル方向の振動を抑制する為には、この転がり軸受のアキシアル方向の振動を測定すると共に、その振動の評価（例えば振動量が許容範囲か否か等の判定）を行なう必要がある。例えば特許文献１には、図６に示す様な、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する為の振動測定装置６が記載されている。この振動測定装置６は、無端ベルト１４により回転駆動される中空回転主軸７の内側に被測定軸８を、Ｏリング等の緩衝部材９、９を介して支持している。この為、この被測定軸８は、上記中空回転主軸７の内側で、アキシアル方向の変位を許容されつつ、この中空回転主軸７と同期して回転する。上記転がり軸受１の振動を測定する場合には、この転がり軸受１の内輪３を上記被測定軸８の一端部に外嵌する。そして、この転がり軸受１の外輪２を図示しない治具等により静止させた（回転を阻止した）状態で、上記中空回転主軸７並びに被測定軸８を回転させつつ、この被測定軸８の軸方向変位量を検出器１５により検出する事で、上記転がり軸受１の内輪３のアキシアル方向の振動量を測定する。
【０００４】
又、特許文献２には、図７〜８に示す様な、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する為の振動測定装置６ａが記載されている。この振動測定装置６ａは、上記転がり軸受１を構成する内輪３に押圧子１０により所定のアキシアル荷重を付与しつつ、回転主軸４ａにより外輪２を回転させる。そして、この状態で、上記押圧子１０に連設した検出センサ１１により、上記内輪３の振動加速度を測定する。この様な特許文献２に記載された振動測定装置６ａの場合には、この様に測定した振動加速度の大きさに応じて、上記転がり軸受１の良否判定を行なう（振動加速度が所定値以上であれば不良品とする）。又、特許文献３には、転がり軸受の内輪又は外輪を傾けた（回転中心軸に対して傾斜させた）状態で、この転がり軸受の振動を測定する技術が記載されている。又、特許文献４には、軌道輪に付与するアキシアル荷重の方向を切り換えられる玉軸受用検査装置が記載されている。
【０００５】
ところで、転がり軸受のアキシアル方向の振動は、例えば非特許文献１、２に記載されている様に、図９に示す様な、転がり軸受１をばねとした振動モデル（固有振動系）として考える事ができる。この場合に、この転がり軸受１のアキシアルばね定数をＫとし、外輪２或いは内輪３の質量をＭとすると、この転がり軸受のアキシアル方向の固有振動数Ｆは、次の（１）式で表せる。
Ｆ＝１／（２π）・√（Ｋ／Ｍ） ‐‐‐（１）
ここで、上記転がり軸受１を構成する内輪３のアキシアル方向の変位を阻止すると共に、同じく外輪２のアキシアル方向の変位を許容する（フリーとした）状態で、この外輪２のアキシアル方向の振動を求める場合には、上記質量Ｍは、この外輪２の質量となる。そして、この場合に上記（１）式から求められる上記固有振動数Ｆは、外輪質量系アキシアル方向固有振動数となる。一方、上記外輪２のアキシアル方向に関する変位を阻止すると共に、内輪３のアキシアル方向の変位を許容する（フリーとした）状態で、この内輪３の振動を求める場合には、上記Ｍはこの内輪３の質量となる。そして、この場合に上記（１）式から求められる上記固有振動数Ｆは、内輪質量系アキシアル方向固有振動数となる。
【０００６】
又、図１０は、玉軸受の外輪質量系の振動スペクトル、即ち、この玉軸受を構成する内輪のアキシアル方向の変位を阻止した状態で、同じく外輪のアキシアル方向の振動を測定した場合の、この玉軸受の振動特性を表している。尚、この図３は、呼び番号６２００の玉軸受（内径１０mm、外径３０mm、幅９mm）の測定結果を表しているが、中型、大型モータ等に組み込まれる並径玉軸受（内径が１０〜３０mm程度）に就いても、同様の結果を得られる。この様な線図から明らかな様に、所定の振動数（周波数）、即ち、１．５ＫＨｚ程度で、明瞭な共振ピークが出現する事が分かる。この共振ピークの振動数（周波数）が、外輪質量系アキシアル方向固有振動数（共振周波数）となる。又、この固有振動数（共振周波数）よりも高い周波数領域では、振動スペクトルが急激に減衰する。この為、この固有振動数（１．５ＫＨｚ）よりも高い周波数領域では、振動測定感度を得にくくなる（振動が小さくなる）事が分かる。
【０００７】
一方、例えばモータ等の回転装置の音響性能を評価する上では、４〜５ＫＨｚの高周波領域での転がり軸受の振動（音響）を測定する事が重要になる。この様な高周波領域で振動を測定する（測定感度を得る）為には、言い換えれば、振動特性の評価を十分に行なえる程度に転がり軸受を振動させる為には、上記転がり軸受のアキシアル方向の固有振動数Ｆを高くする事が好ましい。この様に固有振動数Ｆを高くする為には、上記式（１）から明らかな様に、ばね定数Ｋを大きくしたり、質量Ｍを小さくする事が考えられる。このうちのばね定数Ｋを大きくする場合には、転がり軸受に付与するアキシアル方向の荷重Laを大きくする事が考えられる。但し、この様にアキシアル方向の荷重Laを大きくすると、実際の運転時にこの転がり軸受に加わる荷重と、振動測定時に付与する荷重Laとが大きくずれて、測定結果の信頼性が低下する他、この転がり軸受に損傷を生じる可能性がある。一方、上記質量Ｍを小さくする為には、外輪２に比べて質量の小さい内輪３の振動（内輪質量系の振動）を測定する事が考えられる。但し、前述した特許文献１〜２に記載された従来技術の場合には、この様に内輪３の振動を測定する場合でも、振動特性を精度良く測定できない可能性がある。
【０００８】
即ち、実際にアキシアル方向の振動を測定する場合、上記式（１）中の質量Ｍは、転がり軸受１の軌道輪（内輪３の振動を測定する場合はこの内輪、外輪２の振動を測定する場合はこの外輪２）のみの質量だけでなく、この軌道輪（内輪３或いは外輪２）を含む、この軌道輪と共に変位（振動）する部材全体（被測定系全体）の質量となる。この為、前述した特許文献１に記載された技術、即ち、前記図６に示した振動測定装置６で振動測定を行なう場合、上記質量Ｍは、内輪３の質量だけでなく、この内輪３の質量に、この内輪３と共に変位する部材である被測定軸８の質量を加えた値となる。この為、上記質量Ｍが、上記内輪３単体のみの質量に比べて相当に大きくなり、その分、固有振動数Ｆが小さくなる。そして、この様に固有振動数Ｆが小さくなる分、高周波領域で測定感度を得られにくくなる（振動しなくなる）。例えば、上記４〜５ＫＨｚの高周波領域で振動を測定した場合に、その測定値が実際の振動量（内輪３単体の振動量）に比べて小さくなり、上記転がり軸受１の振動特性を精度良く測定できなくなる可能性がある。
【０００９】
又、前述した特許文献２に記載された技術、即ち、前記図７〜８に示した振動測定装置６ａの場合には、圧電変換素子により構成される検出センサ１１が、押圧子１０を押圧する為の加圧手段１２を構成するアーム１３に取り付けられている。この為、この検出器１１の自由な運動が阻害される可能性がある。即ち、本来被測定物である内輪３と一体的に運動すべき上記検出器１１が、上記アーム１３の拘束を受けて、この内輪３本来の振動を精度良く測定できなくなる可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】実開昭５６−２５２４５号公報
【特許文献２】特開平５−１２６６２８号公報
【特許文献３】特開２００４−３６１３９０号公報
【特許文献４】特開２０００−２９２３１４号公報
【非特許文献１】五十嵐昭男、「入門講座・ころがり軸受７ ころがり軸受の振動と音響」、雑誌「潤滑」、社団法人日本潤滑学会（現トライボロジー学会）、１９７１年、第１６巻、第４号、ｐ．３０７
【非特許文献２】転がり軸受工学編集委員会編、「転がり軸受工学」、初版、株式会社養賢堂、昭和５０年７月１０日、ｐ．１４０−１４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置は、上述の様な事情に鑑みて、この転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置が測定対象とする転がり軸受は、内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る。
そして、請求項１に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法は、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さい（アキシアル）ばね定数を有する弾性部材（例えば、合成樹脂、ゴムの如きエラストマー等の高分子材料により造られたもの、或いは、板ばね、コイルばね等のばね要素等）を介して、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記外輪を回転させる。そして、この状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
尚、この測定は、上記内輪の回転を阻止する（静止させる）と共に、上記外輪のアキシアル方向に関する変位を阻止した状態で行なう。又、上記弾性部材は、例えばモータ用途の転がり軸受のアキシアルばね定数は２Ｎ／μｍ〜２０Ｎ／μｍ程度である為、この値に比べて小さい値、より好ましくは十分に小さい値（例えば１／２以下、より好ましくは１／１０以下、更に好ましくは１／１００以下）で例えば０．０２〜２Ｎ／μｍ、より好ましくは、０．０２〜１Ｎ／μｍ程度のばね定数を有するものとする。
【００１３】
又、この様な請求項１に記載した振動測定方法を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記内輪と共に変位（振動）する部材（例えば、内輪と弾性部材との間に挟持される押圧片）に一体に設けた振動検出手段により、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
又、請求項３に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材の重さを変える事により、この内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数（共振周波数）を所望の値に調節した状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【００１４】
又、請求項４に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置は、上記内輪にアキシアル荷重を付与する為の荷重付与手段と、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材と、上記内輪の振動を検出する為の振動検出手段と、上記外輪を回転させる為の回転駆動手段とを備える。そして、上記荷重付与手段により上記弾性部材を介して上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記回転駆動手段により上記外輪を回転させる。この際、上記内輪は、回転を阻止した（静止させた）状態とする共に、上記外輪は、上記アキシアル方向に関する変位を阻止した状態とする。そして、この状態で、上記振動検出手段により上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【００１５】
又、この様な請求項４に記載した振動測定装置を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材（例えば、内輪と弾性部材との間に挟持される押圧片）に振動検出手段を一体に設ける。
又、請求項６に記載した様に、上記内輪と共に変位する部材の重さを所望の値に調節可能とする。この場合に好ましくは、上記内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数（共振周波数）を所望の値に調節した状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法及び振動測定装置によれば、この転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定できる。
即ち、外輪に比べて軽量である内輪の振動を測定する為、この外輪の振動を測定する場合に比べて、固有振動数（共振周波数）を大きくできる。又、この内輪に弾性部材を介してアキシアル荷重を付与するだけで、この内輪は回転させない。この為、この内輪と共に変位（振動）する部材も、（回転伝達を行なう必要がないので）例えば特許文献１に記載された振動測定装置の場合に比べて軽量に構成でき、この面からも固有振動数を大きくできる（内輪単体の固有振動数に近付けられる）。そして、この様に固有振動数を大きくできる（内輪単体での固有振動数に近付けられる）分、高周波領域での感度を確保でき（高周波領域でも振動特性の評価を正確に行なえる程度に内輪を振動させる事ができ）、例えば４〜５ＫＨｚの高周波領域での音響特性を精度良く測定できる。しかも、上記弾性部材は、転がり軸受のアキシアル方向に関する剛性に関し、小さいばね定数を有するものとしている為、この弾性部材により上記内輪の振動絶縁を図れる。即ち、この弾性部材により、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、この内輪の運動（変位、振動）を許容できる。この為、この内輪本来の振動を精度良く測定できる。
【００１７】
又、前述の請求項２、５に記載した構成を採用すれば、上記内輪と共に変位する部材全体の質量を更に小さくできる。この為、上記固有振動数（共振周波数）を更に大きくでき（内輪単体の固有振動数に更に近付けられ）、その分高周波領域でも振動特性を精度良く測定できる。
又、前述の請求項３、６に記載した構成を採用すれば、内輪と共に変位（振動）する部材（例えば押圧片）の重さを調節する事により、例えば転がり軸受を組み込むモータ等の回転装置の固有振動数（共振周波数）に合わせた状態で、この転がり軸受の振動を測定できる。この為、この転がり軸受を回転装置に組み込まなくても、この回転装置に組み込んだ状態と同様の状態で、この転がり軸受の振動を精度良く測定する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜２は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の振動測定装置６ｂが測定対象とする転がり軸受１は、外輪２と、内輪３と、複数個の転動体１６、１６とから成る。そして、このうちの内輪３の外周面に設けた内輪軌道１７と、上記外輪２の内周面に設けた外輪軌道１８との間に、上記各転動体１６、１６を転動自在に設ける事で、これら外輪２と内輪３との相対回転を許容する。又、本例の振動測定装置６ｂは、この様な転がり軸受１のアキシアル方向（図１の左右方向）の振動を測定する為のもので、荷重付与手段１９と、弾性部材２０と、振動検出手段２１と、回転駆動手段２２とを備える。
【００１９】
このうちの荷重付与手段１９は、上記内輪３に所定のアキシアル荷重（図１の右方に押圧する荷重）を付与する為のもので、押圧装置２３と、押圧片２４とにより構成している。このうちの押圧装置２３は、例えば油圧アクチュエータ、エアーアクチュエータ、或いは、圧縮コイルばね、板ばね等のばね部材等により構成するもので、所定の押圧力を発生するものである。尚、この押圧装置２３は、この様な油圧式、エアー圧（空気圧）式、ばね圧式によるもの以外の型式のものでも、上記内輪３に所定のアキシアル荷重を付与できるものであれば採用可能である。又、上記押圧片２４は、上記押圧装置２３により上記弾性部材２０を介して上記内輪３を押圧するものである。又、上記弾性部材２０は、上記転がり軸受１のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受１よりも小さいばね定数を有するものとしている。この様な特性を有するものとしては、例えば合成樹脂、ゴムの如きエラストマー等の高分子材料により造られたもの、或いは、板ばね、コイルばね等のばね要素等が採用可能である。
【００２０】
本例の場合は、上記弾性部材２０を円筒状（リング状）のものとしている。そして、この様な円筒状の弾性部材２０の軸方向両端縁を、上記押圧装置２３の側面と上記押圧片２４の片側面とに全周に亙り当接させた状態で、これら押圧装置２３と押圧片２４との間に挟持されている。尚、上記弾性部材２０は、この様に押圧装置２３と押圧片２４との両側面に全周に亙り当接させるもの（円筒状のもの）の他、例えば円柱状のものを円周方向に複数個（例えば３本）配置する事により構成する事もできる。
【００２１】
又、上記振動検出手段２１は、上記内輪３の振動を検出するもので、例えば圧電式の加速度センサ（加速度ピックアップ）等の振動センサ２５により構成している。本例の場合は、この振動センサ２５を上記押圧片２４と一体に設けており、後述する様に測定時には、これら押圧片２４並びに振動センサ２５が上記内輪３と共に振動（変位）する。この様に内輪３と共に変位する上記押圧片２４並びに振動センサ２５は、前述した様に軽量である事が、上記内輪３本来（内輪３単体）の振動を測定する面で、更には、固有振動数を大きくして、高周波領域での測定感度を向上させる面で、好ましい。この為、本実施例の場合には、上記押圧片２４を、アルミニウム合金、チタン合金、セラミック等の、比重が小さく、且つ、剛性の高い材料により造っている。又、図示の例の場合は、上記押圧片２４を、上記内輪３の側面に当接するフランジ部２６と、この内輪３に内嵌する嵌合部２７とにより構成している。但し、この押圧片２４の更なる軽量化を図るべく、上記嵌合部２７を省略して上記フランジ部２６のみとした円板状のものとする事もできる。
【００２２】
又、上記振動センサ２５を、圧電式加速度センサ等の接触式のものに代えて、レーザドップラ式振動検出器等の非接触式のものを使用する事もできる。この様に構成すれば、上記振動センサ２５分の質量も低減でき、上記内輪３と共に変位（振動）する部材の更なる軽量化を図れる。この様な軽量化は、上述した様に、上記内輪３本来（内輪３単体）の振動を測定すると共に、固有振動数を大きくして、高周波領域での測定感度を向上させる面で、好ましい。何れにしても、上記振動センサ２５の出力信号は、図示しない測定回路に送られて、振動量の計測表示、振動レベルの合否判定、振動スペクトル分析等、目的に応じた信号処理が行なわれる。
【００２３】
又、前記回転駆動手段２２は、前記外輪２を回転させる為のもので、図示しないモータ等の駆動源により回転駆動される回転主軸２８により構成している。この回転主軸２８は、軸方向先端部（図１の左端部）に、上記外輪２をがたつきなく内嵌する為の凹部２９を設けている。振動測定時には、この凹部２９に上記外輪２を内嵌した状態で所定の回転速度で回転する。この様な測定時には、上記回転主軸２８の振動が上記内輪３の振動として検出される事は好ましくない為、この回転主軸２８は高剛性のものとする。
【００２４】
上述の様に構成する本例の振動測定装置６ｂにより、転がり軸受１のアキシアル方向の振動を測定する場合には、この転がり軸受１の外輪２を上記回転主軸２８の凹部２９に内嵌すると共に、押圧片２４を内輪３の端面に突き当てる。そして、上記弾性部材２０を介して上記押圧装置２３によりこの内輪３を図１の右方に押圧しつつ（アキシアル荷重を付与しつつ）、この内輪３の回転を阻止した状態（静止させた状態）で、上記回転主軸２８を回転させる。そして、この回転主軸２８の回転に基づき上記外輪２を、上記アキシアル方向に関する変位を阻止した状態で回転させる。そして、この状態で上記振動センサ２５により上記内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。
【００２５】
上述の様に構成する本例の振動測定装置６ｂによれば、この転がり軸受１のアキシアル方向の振動特性を精度良く測定できる。
即ち、この転がり軸受１の振動として、上記外輪２に比べて軽量である上記内輪３の振動を測定する為、この外輪２の振動を測定する場合に比べて、固有振動数（共振周波数）を大きくできる。又、この内輪３に弾性部材２０を介してアキシアル荷重を付与するだけで、この内輪３は回転させない。この為、例えば前述の特許文献１に記載した様な振動測定装置６（図６参照）に比べて、この内輪３と共に変位（振動）する部材も軽量に構成でき、この面からも固有振動数を大きくできる（内輪３単体の固有振動数に近付けられる）。そして、この様に固有振動数を大きくできる（内輪３単体での固有振動数に近付けられる）分、高周波領域での感度を確保でき（高周波領域でも振動特性の評価を正確に行なえる程度に内輪３を振動させる事ができ）、例えば４〜５ＫＨｚの高周波領域での音響特性を精度良く測定できる。しかも、上記弾性部材２０は、転がり軸受のアキシアル方向に関する剛性に関し、小さいばね定数を有するものとしている為、この弾性部材２０により上記内輪３（並びに押圧片２４）の振動絶縁を図れる。即ち、この弾性部材２０により、上記内輪３にアキシアル荷重を付与しつつ、この内輪３（並びに押圧片２４）の運動（変位、振動）を許容できる。又、上記押圧片２４も軽量である為、この押圧片２４も上記内輪３と一体的に変位（振動）する。この為、この内輪３の振動を減衰又は歪曲する事なく、上記押圧片２４に一体に設けた振動センサ２５により検出でき、この内輪３本来の振動を精度良く測定できる。
【００２６】
又、本例の場合には、上述の様に内輪３と共に変位する部材である押圧片２４に振動センサ２５を一体に設けている為、上記内輪３と共に変位する部材の質量を更に小さくできる。この為、上記固有振動数（共振周波数）を更に大きくでき（内輪３単体の固有振動数に更に近付けられ）、その分高周波領域でも振動特性を精度良く測定できる。
尚、図２は、本例の振動測定装置６ｂで呼び番号６２００の玉軸受（内径１０mm、外径３０mm、幅９mm）の振動を測定した結果（振動スペクトル）を示している。この様な図２の線図と、前述の図１０の線図を比較すれば明らかな様に、本例の振動測定装置６ｂによれば、固有振動数（共振周波数）を５０％程度高くできる。又、例えばモータ等の回転装置の音響性能を評価する上で重要となる、５ＫＨｚ程度までの振動（音響）に関して、共振周波数よりも高周波数領域とこの共振周波数以下の平坦特性部分とを比較した場合に、従来の測定装置の場合では、高周波領域が平坦部分に比べて２０dB程度低下しているのに対して、本例の場合は１０dB程度の低下に留められる。
【００２７】
図３は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、内輪３（図１参照）と共に変位する部材である、押圧片２４ａの重さを所望の値に調節可能としている。この為に、本実施例の場合は、この押圧片２４ａの嵌合部２７の先端部（図３の右端部）に錘３０を着脱可能としている。この錘３０は、鉛合金等の比重の大きい材料により造られたもので、上記嵌合部２７の先端部に、ねじ止め、接着、圧着等により結合固定する。そして、この様に押圧片２４ａの重さを可変とする事により、この内輪３を含む、この内輪３と共に変位（振動）する部材全体（押圧片２４ａ並びに振動センサ２５）の固有振動数を所望の値に調節した状態で、この内輪３のアキシアル方向の振動を測定する。
【００２８】
この様な本例の場合には、上記内輪３と共に変位する部材である押圧片２４ａの重さを調節する事により、例えば転がり軸受１（図１参照）を組み込むモータ等の回転装置の固有振動数（共振周波数）に合わせた状態で、この転がり軸受１（内輪３）の振動を測定できる。この為、この転がり軸受１を回転装置に組み込まなくても、この回転装置に組み込んだ状態と同様の状態で、この転がり軸受１の振動を精度良く測定する事ができる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】図１に示した装置により玉軸受のアキシアル方向の振動を測定した結果を示す線図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す要部正面図。
【図４】従来の転がり軸受のラジアル方向の振動を測定する為の測定装置を示す正面図。
【図５】図４の左から見た図。
【図６】従来の転がり軸受のアキシアル方向の振動を測定する為の測定装置の第１例を示す断面図。
【図７】同第２例を示す正面図。
【図８】測定時における図７のＡ部に相当する拡大断面図。
【図９】転がり軸受のアキシアル方向の振動特性を説明する為の振動モデル図。
【図１０】従来の測定装置で玉軸受のアキシアル方向の振動を測定した結果を示す線図。
【符号の説明】
【００３０】
１ 転がり軸受
２ 外輪
３ 内輪
４、４ａ 回転主軸
５ 振動ピックアップ
６、６ａ、６ｂ 振動測定装置
７ 中空回転主軸
８ 被測定軸
９ 弾性部材
１０ 押圧子
１１ 検出センサ
１２ 加圧手段
１３ アーム
１４ 無端ベルト
１５ 検出器
１６ 転動体
１７ 内輪軌道
１８ 外輪軌道
１９ 荷重付与手段
２０ 弾性部材
２１ 振動検出手段
２２ 回転駆動手段
２３ 押圧装置
２４、２４ａ 押圧片
２５ 振動センサ
２６ フランジ部
２７ 嵌合部
２８ 回転主軸
２９ 凹部
３０ 錘
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受の、アキシアル方向の振動測定方法であって、この転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材を介して、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記外輪を回転させた状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する事を特徴とする、転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項２】
内輪と共に変位する部材に一体に設けた振動検出手段により、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する、請求項１に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項３】
内輪と共に変位する部材の重さを変える事により、この内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数を所望の値に調節した状態で、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項４】
内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受の、アキシアル方向の振動測定装置であって、上記内輪にアキシアル荷重を付与する為の荷重付与手段と、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材と、上記内輪の振動を検出する為の振動検出手段と、上記外輪を回転させる為の回転駆動手段とを備え、上記荷重付与手段により上記弾性部材を介して上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記回転駆動手段により上記外輪を回転させ、この状態で上記振動検出手段により上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する事を特徴とする、転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【請求項５】
内輪と共に変位する部材に振動検出手段を一体に設けた、請求項４に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【請求項６】
内輪と共に変位する部材の重さを所望の値に調節可能とした、請求項４〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【請求項１】
内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受の、アキシアル方向の振動測定方法であって、この転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材を介して、上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記外輪を回転させた状態で、上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する事を特徴とする、転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項２】
内輪と共に変位する部材に一体に設けた振動検出手段により、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する、請求項１に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項３】
内輪と共に変位する部材の重さを変える事により、この内輪を含む、この内輪と共に変位する部材全体の固有振動数を所望の値に調節した状態で、この内輪のアキシアル方向の振動を測定する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定方法。
【請求項４】
内輪の外周面に設けた内輪軌道と外輪の内周面に設けた外輪軌道との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受の、アキシアル方向の振動測定装置であって、上記内輪にアキシアル荷重を付与する為の荷重付与手段と、上記転がり軸受のアキシアル方向の剛性に関し、この転がり軸受よりも小さいばね定数を有する弾性部材と、上記内輪の振動を検出する為の振動検出手段と、上記外輪を回転させる為の回転駆動手段とを備え、上記荷重付与手段により上記弾性部材を介して上記内輪にアキシアル荷重を付与しつつ、上記回転駆動手段により上記外輪を回転させ、この状態で上記振動検出手段により上記内輪のアキシアル方向の振動を測定する事を特徴とする、転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【請求項５】
内輪と共に変位する部材に振動検出手段を一体に設けた、請求項４に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【請求項６】
内輪と共に変位する部材の重さを所望の値に調節可能とした、請求項４〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受のアキシアル方向の振動測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−９３５４４（Ｐ２００７−９３５４４Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８６７６０（Ｐ２００５−２８６７６０）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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