転がり軸受の特性測定用回転装置及び転がり軸受の特性測定装置と特性測定方法
【課題】 組み付け誤差等を想定し、内輪５を回転輪である外輪３に対して傾斜させた状態で、転がり軸受１の動トルクを測定する。
【解決手段】 主軸１６の一部に外嵌固定された上記内輪５の上端面に、上記外輪３の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュ３１の下端面を、ワッシャ３７を介して当接させる。そして、このブッシュ３１を、押圧機構３２により上記内輪５に向け押圧して、この内輪５を上記外輪３に対して所定の角度傾斜させる。この状態で、上記外輪３を回転させ、上記内輪５に作用する回転力を、上記主軸１６を介して動トルク測定部１１により測定する。この主軸１６は、静圧気体軸受１７により回転自在に支持されている為、動トルクの測定を高精度に行なえる。
【解決手段】 主軸１６の一部に外嵌固定された上記内輪５の上端面に、上記外輪３の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュ３１の下端面を、ワッシャ３７を介して当接させる。そして、このブッシュ３１を、押圧機構３２により上記内輪５に向け押圧して、この内輪５を上記外輪３に対して所定の角度傾斜させる。この状態で、上記外輪３を回転させ、上記内輪５に作用する回転力を、上記主軸１６を介して動トルク測定部１１により測定する。この主軸１６は、静圧気体軸受１７により回転自在に支持されている為、動トルクの測定を高精度に行なえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エアコンのファンモータ等に組み込む小径（例えば内径が８〜１５mm程度）の転がり軸受の、動トルク等の特性を測定する為に使用する転がり軸受の特性測定用回転装置、及び、これを組み込んだ転がり軸受の特性測定装置と転がり軸受の特性測定方法の改良に関する。具体的には、内輪を外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、この転がり軸受に生じる特性を測定する為のものである。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置の設計を行なう場合には、当該機械装置の回転支持部分に組み込む為の転がり軸受の動トルクを測定する必要がある。又、この様な動トルクの測定は、転がり軸受の性能向上を図る為にも必要である。更に、転がり軸受の騒音レベル等の音響特性を測定する事も、性能向上等の面から必要である。このうちの転がり軸受の動トルクを測定する技術として、例えば特許文献１〜３に記載された発明がある。これら各特許文献１〜３に記載された発明の場合、転がり軸受を正常な状態で設置して、動トルク等の特性を測定するものである。即ち、測定装置に転がり軸受を複数個組み込んだ状態で、この転がり軸受を構成する内輪と外輪との中心軸同士をほぼ一致させる。そして、この様な状態でこの転がり軸受の動トルク等を測定する。
【０００３】
一方、一般的に転がり軸受を各種機械装置の回転支持部分に組み込む際には、組み付け誤差等により内輪の中心軸が回転軸心に対して傾斜する場合がある。この為、この内輪の中心軸が傾斜した場合の転がり軸受の使用許容限界を把握する事が重要である。しかし、上記各特許文献１〜３に記載された様な従来技術の場合には、転がり軸受が正常な状態で組み付けられた場合の特性に就いては測定可能であるが、組み付け誤差等が存在し、上記内輪の中心軸が傾斜した場合の測定対象である転がり軸受単体の特性に就いては測定する事ができない。勿論、上述した従来技術の場合でも、或る程度内輪の中心軸を傾斜させた状態で測定作業を行なう事は可能であるが、正常な範囲内に相当する組み付け状態から逸脱した状態、又は、実際の使用状況に於いて発生し得る組み付け誤差等を想定して、上記内輪の中心軸を、所望値通り正確に傾斜させた状態で測定作業を行なう事はできない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５５０７３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２０９２号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、組み付け誤差等を想定し、内輪を外輪の回転軸心に対し、所望値通り正確に傾斜させた状態で、転がり軸受の動トルク等の特性を測定できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の転がり軸受の特性測定用回転装置及び、転がり軸受の特性測定装置と特性測定方法のうち、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、この転がり軸受に回転力を伝達する。
特に、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置の場合には、ハウジングと、傾斜付与機構とを備える。
このうちのハウジングは、上記外輪を保持すると共に、この外輪に対して回転力を伝達自在である。
又、上記傾斜付与機構は、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させる為のものである。
【０００７】
又、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置は、回転伝達部と、回転駆動部と、測定部とを備える。
このうちの回転伝達部は、転がり軸受への回転力の伝達が自在である。
又、上記回転駆動部は、上記回転伝達部を介してこの転がり軸受を構成する外輪を回転駆動する。
又、上記測定部は、上記転がり軸受の特性を測定する。
特に、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置の場合、上記回転伝達部が、上述した転がり軸受の特性測定用回転装置であり、上記転がり軸受を構成する内輪を上記外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、上記転がり軸受に生じる特性を測定する。
【０００８】
又、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法は、上述した転がり軸受の特性を測定すべく、その一端面が上記外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュを、この外輪と同心に配置する。又、これと共に、この一端面を上記内輪の端面に直接若しくは間接に当接させる。この状態で、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して上記内輪に向けて押圧する。これにより、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させる。そして、上記外輪を回転させた場合に於ける上記転がり軸受の特性を測定する。
【発明の効果】
【０００９】
上述の様に構成する本発明の場合には、組み付け誤差等を想定し、内輪を回転輪である外輪に対し傾斜させた状態で、転がり軸受の特性を測定する事が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上述した各発明のうち、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、内輪を外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構を、ブッシュと押圧機構とから構成する。
このうちのブッシュは、上記内輪の端面と直接若しくは間接に当接する側の端面が、外輪の軸方向に直交する仮想平面に対し傾斜しており、この外輪と同心に配置されるものである。
又、上記押圧機構は、上記ブッシュを上記外輪の軸方向に関して、上記内輪に向け押圧するものである。
この様に構成すれば、単純な構造で、内輪に対して定量的に、且つ、確実に所定の傾斜角度を付与できる。又、ブッシュの端面の傾斜角度を変える事により、この内輪に付与する傾斜角度を自在に変える事が可能である。
【００１１】
又、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置、或は、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法を実施する場合に、請求項４或は請求項９に記載した様に、転がり軸受が小径玉軸受であり、測定する特性をこの小径玉軸受単体の動トルクとする。
この様に構成すれば、内輪を傾斜させた場合の小径玉軸受単体の動トルクを精度良く測定する事ができ、組み付け誤差等がこの小径玉軸受の使用許容限界に及ぼす影響を調べる事ができる。
又、上述の様に動トルクを測定する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、測定部を構成し内輪を支持する主軸を、摩擦トルクがほぼ０の静圧気体軸受により回転自在に支持する。そして、外輪を回転させた場合に、この内輪に作用する連れ回りの回転力をこの主軸を介して測定する事により、上記転がり軸受の動トルクを測定する。
この様に構成すれば、転がり軸受の動トルクの測定を高精度に行なう事ができる。即ち、この動トルクの測定は、静圧気体軸受により回転自在に支持された主軸を介して行なわれる為、この主軸の回転時に生じる摩擦抵抗をほぼなくす事ができ、上記動トルクをより正確に測定できる。
【００１２】
一方、上記請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置、或は、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法を実施する場合に、請求項６〜７或は請求項１０〜１１に記載した様に、測定する特性を、転がり軸受の動トルクに加えて、又は、動トルクとは別に、この転がり軸受の音響特性としても良い。
この様に構成すれば、組み付け誤差等が転がり軸受の音響特性に及ぼす影響を調べる事ができる。
【実施例】
【００１３】
図１〜５は、本発明の実施例を示している。本実施例の被測定物である、転がり軸受１は、内周面に外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けられた複数個の転動体６、６とを備える、小径玉軸受である。尚、本明細書及び特許請求の範囲で「小径玉軸受」とは、通常、ファンモータ等に組み込む小径玉軸受（内径が８〜１５mm）ばかりでなく、ミニアチュア玉軸受及び比較的小径の単列深溝型玉軸受を含み、内径が１〜１５mm（好ましくは５〜１０mm）の玉軸受を言うものとする。本実施例の場合、この様に構成される転がり軸受１の動トルクを、上記内輪５に所定の傾斜角度を付与した状態で測定する。この様に転がり軸受１の動トルクを測定する動トルク測定装置７は、ベース８の上部に、回転伝達部９、回転駆動部１０、及び、動トルク測定部１１を、それぞれ配置して成る。このうちの回転伝達部９は、上記ベース８の上面に固設されたブラケット１２により支持されている。又、この回転伝達部９は、中空固定軸１３と、プーリ部１４と、ハウジング１５と、傾斜付与機構１８とを備える。
【００１４】
上記中空固定軸１３は、鉛直方向に配置され、上記ブラケット１２の上部に固定されている。この為、この中空固定軸１３は、運転時にも回転しない。又、この中空固定軸１３の上半部外径側には、上記プーリ部１４を、この中空固定軸１３と同心に配置し、軸受１９、１９により回転自在に支持している。このプーリ部１４の中間部外周面には、ベルト用溝２０を形成しており、後述する回転駆動部１０を構成するプーリ２１との間にベルト２２を掛け渡している。尚、上記プーリ部１４を支持する上記軸受１９、１９は、測定対象である上記転がり軸受１よりも十分大きな剛性を有するものを使用している。
【００１５】
又、上記プーリ部１４の上面には、上記ハウジング１５を複数本のボルト２３、２３により固設している。このハウジング１５の内周面には、上記転がり軸受１を構成する外輪３を内嵌固定する。この為、この外輪３は、このハウジング１５と共に回転する。尚、このハウジング１５の内周面には段差面４６を設け、この外輪３の下端面をこの段差面４６に当接させる事により、この外輪３が下方に変位する事を防止している。又、上記ハウジング１５の内周面の中心軸は、上記プーリ部１４の中心軸と一致させている。この為、上記ハウジング１５に内嵌される上記外輪３も、このプーリ部１４と同心に配置される。
【００１６】
一方、上記中空固定軸１３の内径側には、前記動トルク測定部１１を構成する主軸１６の上半部を鉛直方向に貫通させている。この主軸１６は、この中空固定軸１３と同心に配置され、この主軸１６の中間部外周面とこの中空固定軸１３の内周面との間に隙間を介在させている。又、この主軸１６は、下半部を断面コ字型で全体を円環状に形成された中空回転軸部２４により、上半部を段付円柱状に形成された中実回転軸部４５により、それぞれ構成している。これら中実回転軸部４５と中空回転軸部２４とは、この中実回転軸部４５の下端面にこの中実回転軸部４５と同心に設けた凸部２５と、この中空回転軸部２４の上端開口部とを係合させる事により、互いに同心に配置している。そして、上記中実回転軸部４５の下端部に設けたフランジ２６を、上記中空回転軸２４の上面に当接させ、このフランジ２６の円周方向複数個所をボルト２７により螺合緊締する事により、これら各回転軸部４５、２４同士を不離に結合している。
【００１７】
又、上記中空回転軸部２４は、静圧気体軸受１７により、上記中空固定軸１３に対して回転自在に支持されている。即ち、この中空固定軸１３の下部で、上記ブラケット１２の内周面と上記中空回転軸部２４の外周面との間に、上記静圧気体軸受１７を設置している。この為に、この静圧気体軸受１７を、ボルト２８により、上記中空固定軸１３の下部に固設している。又、上記中空回転軸部２４の上端部と下端部とには、それぞれフランジ２９ａ、２９ｂを形成しており、これらフランジ２９ａ、２９ｂの内端面を上記静圧気体軸受１７の軸方向（図１、２の上下方向）両端面に、更に、上記中空回転軸部２４の中間部外周面を上記静圧気体軸受１７の内周面に、それぞれ微小隙間を介して対向させている。この静圧気体軸受１７は、内周面と軸方向両端面から空気等の気体が噴出する構造を有する。この為、上記中空回転軸部２４は、上記静圧気体軸受１７により回転自在に支持される。
【００１８】
又、上記中実回転軸部４５の中間部上端寄りに、小径軸部３０を形成している。この小径軸部３０は、前記ハウジング１５の内径側を鉛直方向に貫通する状態で、このハウジング１５と同心に配置されている。又、この小径軸部３０は、上記中実回転軸部４５の中間部で、外周面が上記中空固定軸１３の内周面に対向する部分の外径よりも小径に形成されており、外周面に前記転がり軸受１を構成する内輪５を配置する。従って、測定対象である上記転がり軸受１は、上記ハウジング１５の内周面と上記小径軸部３０の外周面との間に設置される。尚、上記内輪５は、後述する傾斜付与機構１８により傾斜させる為に、上記小径軸部３０に緩く嵌合する必要がある。即ち、この内輪５の内周面とこの小径軸部３０の外周面との間には、この内輪５が傾斜する事を許容する為の隙間を設ける事が必要である。
【００１９】
又、上記中実回転軸部４５の上端部寄りで上記小径軸部３０の上方には、支持軸部３３を形成している。そして、この支持軸部３３の周囲には、上記傾斜付与機構１８を配置している。この傾斜付与機構１８は、ブッシュ３１と、押圧機構３２とから構成されている。このうちのブッシュ３１は、全体を円筒状に形成されており、上記支持軸部３３に、この支持軸部３３と同心に（傾斜せずに）、且つ、軸方向（図１、２の上下方向）の変位を可能として、ラジアル隙間を僅少に抑えた状態で外嵌されている。又、上記中実回転軸部４５をそれぞれ構成する、上記小径軸部３０と支持軸部３３とは、互いに同心に形成されている。この為、この支持軸部３３も上記ハウジング１５と同心に配置され、この支持軸部３３に外嵌される上記ブッシュ３１は、このハウジング１５に内嵌される前記外輪３と同心に配置される。
【００２０】
又、上記ブッシュ３１は、図４に詳示する様に、一端面（図１、２、４の下端面）が、上記外輪３の軸方向に直交する仮想平面αに対し傾斜している。これに対して、他端面（図１、２、４の上端面）は、この仮想平面αと平行に形成している。尚、上記一端面の傾斜角度θは、０〜３度程度とする。又、例えば、下記の表１に示す様に、傾斜角度θがそれぞれ異なるブッシュを複数個（本実施例の場合には１０個）用意すれば、ブッシュを交換するだけで、前記内輪５に付与する傾斜角度を調整できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
又、上記押圧機構３２は、円筒状に形成されたばね受け部材３４と、ばね３５とから構成される。このうちのばね受け部材３４は、上記支持軸部３３の上端寄り部分にねじ３６の緊締により軸方向の変位を阻止した状態で固定されている。そして、このばね受け部材３４の下端面と上記ブッシュ３１の他端面との間に上記ばね３５を配置して、このブッシュ３１に鉛直方向に関して下方に向く力を付与している。尚、この鉛直方向と外輪３の中心軸の方向とは一致する。又、上記ブッシュ３１の一端面と上記内輪５の上端面との間には、ワッシャ３７を設置している。このワッシャ３７は、前記小径軸部３０の上端部に緩く嵌合している。従ってこのワッシャ３７は、この小径軸部３０の軸方向に関して変位可能である。尚、このワッシャ３７は省略する事もできる。この場合には、上記ブッシュ３１の一端面と上記内輪５の上端面とを直接当接させる。
【００２３】
上述の様に、ブッシュ３１と内輪５との間にワッシャ３７を設ける事により、このブッシュ３１に付与された下方に向く力が、このワッシャ３７を介してこの内輪５に加わる。この内輪５に加わる力は、上記内輪５を傾斜させると共にこの内輪５に軸方向荷重として作用する。即ち、上記ブッシュ３１と内輪５との間に設置された上記ワッシャ３７は、両側面がこのブッシュ３１の一端面とこの内輪５の上端面とにそれぞれ当接する。この為、本実施例の場合には、上記ワッシャ３７の両側面の平面度を良好に仕上げて、これら両側面同士の平行度を良好にしている。従って、このワッシャ３７の板厚寸法は、円周方向に関して殆ど変動しない（全周に亙り厚さが均一である）。そして、このワッシャ３７の上面に上記ブッシュ３１の一端面を当接させた状態でこのブッシュ３１を下方に押圧する事により、このワッシャ３７がこのブッシュ３１の一端面の傾斜に沿って傾斜する。又、これに伴い、このワッシャ３７の下面と当接する上記内輪５の上端面も傾斜する。このワッシャ３７の円周方向に関する板厚寸法の変動は殆どないので、上記内輪５の上端面は、上記ブッシュ３１の一端面の傾斜とほぼ同じ角度で傾斜する。この結果、上記内輪５の中心軸が、このブッシュ３１の一端面の傾斜に応じて前記外輪３の中心軸に対して傾斜する。
【００２４】
又、上述の様にワッシャ３７を介して上記傾斜付与機構１８から上記内輪５に加わる下向きの力は、この内輪５に対する軸方向荷重となる。従って、前記転がり軸受１は、予圧を付与された状態となる。尚、上記傾斜付与機構１８を構成するばね３５を交換したり、その圧縮量を変える等により、上記内輪５に負荷する軸方向荷重を変化させる事もできる。従って、本実施例の場合には、この内輪５の傾斜角度及びこの内輪５に負荷する軸方向荷重をそれぞれ変化させて、種々の条件で上記転がり軸受１（小径玉軸受単体）の動トルクの測定が可能である。
【００２５】
又、前述した様に、上記内輪５の傾斜角度は、一端面の傾斜角度が異なるブッシュ３１を複数個用意する事により調節可能であるが、本実施例の場合には、実際に上記内輪５の傾斜角度を確認できる構造としている。この為に、上記傾斜付与機構１８の上方に、２個のレーザ式の微小変位計３８、３８を設置している（図２）。これら微小変位計３８、３８のレーザ光線は、上記ワッシャ３７の上面外径寄りに照射される。この為、このワッシャ３７の外径は、上記ブッシュ３１及びばね受け部材３４の外径よりも大きくしている。この様に、微小変位計３８、３８のレーザ光線を、上記ワッシャ３７の外径寄り部分に照射する事により、このワッシャ３７を介して上記内輪５の傾斜角度を測定自在としている。
【００２６】
具体的に説明すると、上記微小変位計３８、３８は、上記ワッシャ３７の上側面のうちの、このワッシャ３７の円周方向に関して互いに１８０度ずれた（点対称の）位置Ｐ1 、Ｐ2 （図３）にレーザ光線を照射して、これら位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける軸方向の変位（振れ）を測定する。これら位置Ｐ1 、Ｐ2 は、上記小径軸部３０の中心軸からの径方向距離が同一である（この小径軸部３０の中心軸をその中心とする同一円弧上に存在する）。この様にワッシャ３７の上側面の位置Ｐ1 、Ｐ2 にレーザ光線を照射した状態で、前記主軸１６を（例えば手動により）１回転させる。そして、上記ワッシャ３７の全周に亙って、上記各位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける軸方向の微小変位を測定する。そして、これら各位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける微小変位の絶対値の最大値をそれぞれ求めて演算処理する事により、上記ワッシャ３７、延いては、前記外輪３に対する上記内輪５の傾斜角度を正確に求める事ができ、この傾斜角度が所望の角度であるか否かを確認できる。
【００２７】
又、本実施例の場合、上述の様に傾斜付与機構１８により内輪５を所定角度傾斜させた状態で、前記回転駆動部１０により、前記回転伝達部９を介して外輪３を回転駆動する。即ち、この回転駆動部１０は、前記ベース８の上面にモータ用ブラケット３９に支持されたモータ４０と、このモータ４０により回転駆動される前記プーリ２１とから構成される。このプーリ２１の外周面には、前述した様に、上記回転伝達部９を構成するプーリ部１４との間にベルト２２を掛け渡している。この為、上記モータ４０を回転駆動する事により、上記プーリ２１及びベルト２２を介してプーリ部１４が回転する。そして、このプーリ部１４の上面に固定した前記ハウジング１５を介して上記外輪３を回転駆動する。
【００２８】
上述の様に外輪３を回転駆動した場合、上記内輪５に連れ回ろうとする回転力（動トルク）が発生する。本実施例の場合、この動トルクを、前記動トルク測定部１１により測定する。この動トルク測定部１１は、前記主軸１６と、この主軸１６の下端部に設けられた揺動腕４１と、この揺動腕４１を介して伝達されるトルクを検出自在なトルクセンサ４２とから成る。このトルクセンサ４２は、前記ブラケット１２の側面に設置されたアダプタ４３に取り付けられている。又、上記揺動腕４１は、上記主軸１６の下端部に形成されたフランジ２６の円周方向一部に固設され、前記中空固定軸１３の円周方向一部に開口された長孔４４から突出している。この長孔４４は、この中空固定軸１３の中心軸を起点として約９０度の扇形状に開口されている。従って、上記揺動腕４１は、この長孔４４の開口範囲内で揺動・旋回が可能である。
【００２９】
上記連れ回りによる回転力により上記内輪５が回転する傾向となると、この内輪５を外嵌した前記小径軸部３０により構成する主軸１６を介して、この内輪５に作用する回転力が上記揺動腕４１に伝達される。そして、この揺動腕４１が上記内輪５の回転方向と同方向に旋回する傾向となる。従って、この揺動腕４１が旋回する力を、上記トルクセンサ（荷重センサ）４２で検出する事により、上記内輪５に作用する回転力、即ち、転がり軸受１（小径玉軸受単体）の動トルクとして測定できる。
【００３０】
又、本実施例の場合、上記主軸１６を構成する前記中空回転軸部２４を、前記中空固定軸１３に対して静圧気体軸受１７により回転自在に支持している。この為、この主軸１６は、摩擦抵抗がほぼ０の状態で回転自在に支持される。従って、本実施例の場合には、上記転がり軸受１の動トルクの測定を支持軸受装置の摩擦抵抗が殆どない状態で行なえ、この動トルクの測定を高精度に行なえる。
【００３１】
又、本実施例の場合には、上記内輪５に軸方向荷重を負荷すると共に、所定の傾斜角度を付与した状態で上記動トルクの測定が可能である。即ち、本実施例の場合、この内輪５に対して前記傾斜付与機構１８により下方に向く力を負荷した状態で、前記外輪３を回転させている。又、この傾斜付与機構１８を構成するブッシュ３１の、上記内輪５の上端面と当接する、一端面を傾斜させている為、この内輪５は所定の角度傾斜する。従って、本実施例の場合には、この内輪５に軸方向荷重を負荷すると共に、組み付け誤差等を想定して、この内輪５を上記外輪３に対し傾斜させた状態で、上記転がり軸受１の動トルクを測定する事が可能である。
【００３２】
又、本実施例の場合には、上記一端面を傾斜させたブッシュ３１をワッシャ３７を介して上記内輪５の上端面に押し付ける事により、この内輪５を傾斜させている為、この内輪５がこのブッシュ３１の上記一端面の傾斜角度に応じて傾斜する。この為、この内輪５を定量的、且つ、確実に傾斜させる事ができる。
【００３３】
上述の様に構成され作用する本実施例の場合には、転がり軸受１の使用限界に於ける内輪５の傾き量を把握でき、組み付け誤差等が転がり軸受の使用許容限界に及ぼす影響を調べる事ができる。従って、本実施例の構造は、組み付け誤差の許容限界を判断する為の基準を求める為の１つの手段となり得る。
【００３４】
尚、本実施例の場合、上述した動トルクの測定に加え、又は、動トルクの測定とは別に、転がり軸受１の音響特性を測定する事もできる。即ち、この転がり軸受１の近傍に、マイクロフォン等の音響測定装置を設置して、内輪５を傾斜させた状態で外輪３を回転させた時に、上記転がり軸受１に発生する騒音を測定する。これにより、組み付け誤差等が、軸受音の発生状況及び騒音レベル等の音響特性に及ぼす影響を調べる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施例の転がり軸受の動トルク測定装置を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】一部を省略して図２の上方から見た図。
【図４】本実施例の転がり軸受の動トルク測定装置に組み込むブッシュの断面図。
【図５】図４の下方から見た図。
【符号の説明】
【００３６】
１ 転がり軸受
２ 外輪軌道
３ 外輪
４ 内輪軌道
５ 内輪
６ 転動体
７ 動トルク測定装置
８ ベース
９ 回転伝達部
１０ 回転駆動部
１１ 動トルク測定部
１２ ブラケット
１３ 中空固定軸
１４ プーリ部
１５ ハウジング
１６ 主軸
１７ 静圧気体軸受
１８ 傾斜付与機構
１９ 軸受
２０ ベルト用溝
２１ プーリ
２２ ベルト
２３ ボルト
２４ 中空回転軸部
２５ 凸部
２６ フランジ
２７ ボルト
２８ ボルト
２９ａ、２９ｂ フランジ
３０ 小径軸部
３１ ブッシュ
３２ 押圧機構
３３ 支持軸部
３４ ばね受け部材
３５ ばね
３６ ねじ
３７ ワッシャ
３８ 微小変位計
３９ モータ用ブラケット
４０ モータ
４１ 揺動腕
４２ トルクセンサ
４３ アダプタ
４４ 長孔
４５ 中実回転軸部
４６ 段差面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、エアコンのファンモータ等に組み込む小径（例えば内径が８〜１５mm程度）の転がり軸受の、動トルク等の特性を測定する為に使用する転がり軸受の特性測定用回転装置、及び、これを組み込んだ転がり軸受の特性測定装置と転がり軸受の特性測定方法の改良に関する。具体的には、内輪を外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、この転がり軸受に生じる特性を測定する為のものである。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置の設計を行なう場合には、当該機械装置の回転支持部分に組み込む為の転がり軸受の動トルクを測定する必要がある。又、この様な動トルクの測定は、転がり軸受の性能向上を図る為にも必要である。更に、転がり軸受の騒音レベル等の音響特性を測定する事も、性能向上等の面から必要である。このうちの転がり軸受の動トルクを測定する技術として、例えば特許文献１〜３に記載された発明がある。これら各特許文献１〜３に記載された発明の場合、転がり軸受を正常な状態で設置して、動トルク等の特性を測定するものである。即ち、測定装置に転がり軸受を複数個組み込んだ状態で、この転がり軸受を構成する内輪と外輪との中心軸同士をほぼ一致させる。そして、この様な状態でこの転がり軸受の動トルク等を測定する。
【０００３】
一方、一般的に転がり軸受を各種機械装置の回転支持部分に組み込む際には、組み付け誤差等により内輪の中心軸が回転軸心に対して傾斜する場合がある。この為、この内輪の中心軸が傾斜した場合の転がり軸受の使用許容限界を把握する事が重要である。しかし、上記各特許文献１〜３に記載された様な従来技術の場合には、転がり軸受が正常な状態で組み付けられた場合の特性に就いては測定可能であるが、組み付け誤差等が存在し、上記内輪の中心軸が傾斜した場合の測定対象である転がり軸受単体の特性に就いては測定する事ができない。勿論、上述した従来技術の場合でも、或る程度内輪の中心軸を傾斜させた状態で測定作業を行なう事は可能であるが、正常な範囲内に相当する組み付け状態から逸脱した状態、又は、実際の使用状況に於いて発生し得る組み付け誤差等を想定して、上記内輪の中心軸を、所望値通り正確に傾斜させた状態で測定作業を行なう事はできない。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５５０７３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２０９２号公報
【特許文献３】特開２００１−１９４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、組み付け誤差等を想定し、内輪を外輪の回転軸心に対し、所望値通り正確に傾斜させた状態で、転がり軸受の動トルク等の特性を測定できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の転がり軸受の特性測定用回転装置及び、転がり軸受の特性測定装置と特性測定方法のうち、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、この転がり軸受に回転力を伝達する。
特に、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置の場合には、ハウジングと、傾斜付与機構とを備える。
このうちのハウジングは、上記外輪を保持すると共に、この外輪に対して回転力を伝達自在である。
又、上記傾斜付与機構は、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させる為のものである。
【０００７】
又、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置は、回転伝達部と、回転駆動部と、測定部とを備える。
このうちの回転伝達部は、転がり軸受への回転力の伝達が自在である。
又、上記回転駆動部は、上記回転伝達部を介してこの転がり軸受を構成する外輪を回転駆動する。
又、上記測定部は、上記転がり軸受の特性を測定する。
特に、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置の場合、上記回転伝達部が、上述した転がり軸受の特性測定用回転装置であり、上記転がり軸受を構成する内輪を上記外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、上記転がり軸受に生じる特性を測定する。
【０００８】
又、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法は、上述した転がり軸受の特性を測定すべく、その一端面が上記外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュを、この外輪と同心に配置する。又、これと共に、この一端面を上記内輪の端面に直接若しくは間接に当接させる。この状態で、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して上記内輪に向けて押圧する。これにより、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させる。そして、上記外輪を回転させた場合に於ける上記転がり軸受の特性を測定する。
【発明の効果】
【０００９】
上述の様に構成する本発明の場合には、組み付け誤差等を想定し、内輪を回転輪である外輪に対し傾斜させた状態で、転がり軸受の特性を測定する事が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上述した各発明のうち、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、内輪を外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構を、ブッシュと押圧機構とから構成する。
このうちのブッシュは、上記内輪の端面と直接若しくは間接に当接する側の端面が、外輪の軸方向に直交する仮想平面に対し傾斜しており、この外輪と同心に配置されるものである。
又、上記押圧機構は、上記ブッシュを上記外輪の軸方向に関して、上記内輪に向け押圧するものである。
この様に構成すれば、単純な構造で、内輪に対して定量的に、且つ、確実に所定の傾斜角度を付与できる。又、ブッシュの端面の傾斜角度を変える事により、この内輪に付与する傾斜角度を自在に変える事が可能である。
【００１１】
又、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置、或は、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法を実施する場合に、請求項４或は請求項９に記載した様に、転がり軸受が小径玉軸受であり、測定する特性をこの小径玉軸受単体の動トルクとする。
この様に構成すれば、内輪を傾斜させた場合の小径玉軸受単体の動トルクを精度良く測定する事ができ、組み付け誤差等がこの小径玉軸受の使用許容限界に及ぼす影響を調べる事ができる。
又、上述の様に動トルクを測定する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、測定部を構成し内輪を支持する主軸を、摩擦トルクがほぼ０の静圧気体軸受により回転自在に支持する。そして、外輪を回転させた場合に、この内輪に作用する連れ回りの回転力をこの主軸を介して測定する事により、上記転がり軸受の動トルクを測定する。
この様に構成すれば、転がり軸受の動トルクの測定を高精度に行なう事ができる。即ち、この動トルクの測定は、静圧気体軸受により回転自在に支持された主軸を介して行なわれる為、この主軸の回転時に生じる摩擦抵抗をほぼなくす事ができ、上記動トルクをより正確に測定できる。
【００１２】
一方、上記請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置、或は、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法を実施する場合に、請求項６〜７或は請求項１０〜１１に記載した様に、測定する特性を、転がり軸受の動トルクに加えて、又は、動トルクとは別に、この転がり軸受の音響特性としても良い。
この様に構成すれば、組み付け誤差等が転がり軸受の音響特性に及ぼす影響を調べる事ができる。
【実施例】
【００１３】
図１〜５は、本発明の実施例を示している。本実施例の被測定物である、転がり軸受１は、内周面に外輪軌道２を有する外輪３と、外周面に内輪軌道４を有する内輪５と、これら外輪軌道２と内輪軌道４との間に転動自在に設けられた複数個の転動体６、６とを備える、小径玉軸受である。尚、本明細書及び特許請求の範囲で「小径玉軸受」とは、通常、ファンモータ等に組み込む小径玉軸受（内径が８〜１５mm）ばかりでなく、ミニアチュア玉軸受及び比較的小径の単列深溝型玉軸受を含み、内径が１〜１５mm（好ましくは５〜１０mm）の玉軸受を言うものとする。本実施例の場合、この様に構成される転がり軸受１の動トルクを、上記内輪５に所定の傾斜角度を付与した状態で測定する。この様に転がり軸受１の動トルクを測定する動トルク測定装置７は、ベース８の上部に、回転伝達部９、回転駆動部１０、及び、動トルク測定部１１を、それぞれ配置して成る。このうちの回転伝達部９は、上記ベース８の上面に固設されたブラケット１２により支持されている。又、この回転伝達部９は、中空固定軸１３と、プーリ部１４と、ハウジング１５と、傾斜付与機構１８とを備える。
【００１４】
上記中空固定軸１３は、鉛直方向に配置され、上記ブラケット１２の上部に固定されている。この為、この中空固定軸１３は、運転時にも回転しない。又、この中空固定軸１３の上半部外径側には、上記プーリ部１４を、この中空固定軸１３と同心に配置し、軸受１９、１９により回転自在に支持している。このプーリ部１４の中間部外周面には、ベルト用溝２０を形成しており、後述する回転駆動部１０を構成するプーリ２１との間にベルト２２を掛け渡している。尚、上記プーリ部１４を支持する上記軸受１９、１９は、測定対象である上記転がり軸受１よりも十分大きな剛性を有するものを使用している。
【００１５】
又、上記プーリ部１４の上面には、上記ハウジング１５を複数本のボルト２３、２３により固設している。このハウジング１５の内周面には、上記転がり軸受１を構成する外輪３を内嵌固定する。この為、この外輪３は、このハウジング１５と共に回転する。尚、このハウジング１５の内周面には段差面４６を設け、この外輪３の下端面をこの段差面４６に当接させる事により、この外輪３が下方に変位する事を防止している。又、上記ハウジング１５の内周面の中心軸は、上記プーリ部１４の中心軸と一致させている。この為、上記ハウジング１５に内嵌される上記外輪３も、このプーリ部１４と同心に配置される。
【００１６】
一方、上記中空固定軸１３の内径側には、前記動トルク測定部１１を構成する主軸１６の上半部を鉛直方向に貫通させている。この主軸１６は、この中空固定軸１３と同心に配置され、この主軸１６の中間部外周面とこの中空固定軸１３の内周面との間に隙間を介在させている。又、この主軸１６は、下半部を断面コ字型で全体を円環状に形成された中空回転軸部２４により、上半部を段付円柱状に形成された中実回転軸部４５により、それぞれ構成している。これら中実回転軸部４５と中空回転軸部２４とは、この中実回転軸部４５の下端面にこの中実回転軸部４５と同心に設けた凸部２５と、この中空回転軸部２４の上端開口部とを係合させる事により、互いに同心に配置している。そして、上記中実回転軸部４５の下端部に設けたフランジ２６を、上記中空回転軸２４の上面に当接させ、このフランジ２６の円周方向複数個所をボルト２７により螺合緊締する事により、これら各回転軸部４５、２４同士を不離に結合している。
【００１７】
又、上記中空回転軸部２４は、静圧気体軸受１７により、上記中空固定軸１３に対して回転自在に支持されている。即ち、この中空固定軸１３の下部で、上記ブラケット１２の内周面と上記中空回転軸部２４の外周面との間に、上記静圧気体軸受１７を設置している。この為に、この静圧気体軸受１７を、ボルト２８により、上記中空固定軸１３の下部に固設している。又、上記中空回転軸部２４の上端部と下端部とには、それぞれフランジ２９ａ、２９ｂを形成しており、これらフランジ２９ａ、２９ｂの内端面を上記静圧気体軸受１７の軸方向（図１、２の上下方向）両端面に、更に、上記中空回転軸部２４の中間部外周面を上記静圧気体軸受１７の内周面に、それぞれ微小隙間を介して対向させている。この静圧気体軸受１７は、内周面と軸方向両端面から空気等の気体が噴出する構造を有する。この為、上記中空回転軸部２４は、上記静圧気体軸受１７により回転自在に支持される。
【００１８】
又、上記中実回転軸部４５の中間部上端寄りに、小径軸部３０を形成している。この小径軸部３０は、前記ハウジング１５の内径側を鉛直方向に貫通する状態で、このハウジング１５と同心に配置されている。又、この小径軸部３０は、上記中実回転軸部４５の中間部で、外周面が上記中空固定軸１３の内周面に対向する部分の外径よりも小径に形成されており、外周面に前記転がり軸受１を構成する内輪５を配置する。従って、測定対象である上記転がり軸受１は、上記ハウジング１５の内周面と上記小径軸部３０の外周面との間に設置される。尚、上記内輪５は、後述する傾斜付与機構１８により傾斜させる為に、上記小径軸部３０に緩く嵌合する必要がある。即ち、この内輪５の内周面とこの小径軸部３０の外周面との間には、この内輪５が傾斜する事を許容する為の隙間を設ける事が必要である。
【００１９】
又、上記中実回転軸部４５の上端部寄りで上記小径軸部３０の上方には、支持軸部３３を形成している。そして、この支持軸部３３の周囲には、上記傾斜付与機構１８を配置している。この傾斜付与機構１８は、ブッシュ３１と、押圧機構３２とから構成されている。このうちのブッシュ３１は、全体を円筒状に形成されており、上記支持軸部３３に、この支持軸部３３と同心に（傾斜せずに）、且つ、軸方向（図１、２の上下方向）の変位を可能として、ラジアル隙間を僅少に抑えた状態で外嵌されている。又、上記中実回転軸部４５をそれぞれ構成する、上記小径軸部３０と支持軸部３３とは、互いに同心に形成されている。この為、この支持軸部３３も上記ハウジング１５と同心に配置され、この支持軸部３３に外嵌される上記ブッシュ３１は、このハウジング１５に内嵌される前記外輪３と同心に配置される。
【００２０】
又、上記ブッシュ３１は、図４に詳示する様に、一端面（図１、２、４の下端面）が、上記外輪３の軸方向に直交する仮想平面αに対し傾斜している。これに対して、他端面（図１、２、４の上端面）は、この仮想平面αと平行に形成している。尚、上記一端面の傾斜角度θは、０〜３度程度とする。又、例えば、下記の表１に示す様に、傾斜角度θがそれぞれ異なるブッシュを複数個（本実施例の場合には１０個）用意すれば、ブッシュを交換するだけで、前記内輪５に付与する傾斜角度を調整できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
又、上記押圧機構３２は、円筒状に形成されたばね受け部材３４と、ばね３５とから構成される。このうちのばね受け部材３４は、上記支持軸部３３の上端寄り部分にねじ３６の緊締により軸方向の変位を阻止した状態で固定されている。そして、このばね受け部材３４の下端面と上記ブッシュ３１の他端面との間に上記ばね３５を配置して、このブッシュ３１に鉛直方向に関して下方に向く力を付与している。尚、この鉛直方向と外輪３の中心軸の方向とは一致する。又、上記ブッシュ３１の一端面と上記内輪５の上端面との間には、ワッシャ３７を設置している。このワッシャ３７は、前記小径軸部３０の上端部に緩く嵌合している。従ってこのワッシャ３７は、この小径軸部３０の軸方向に関して変位可能である。尚、このワッシャ３７は省略する事もできる。この場合には、上記ブッシュ３１の一端面と上記内輪５の上端面とを直接当接させる。
【００２３】
上述の様に、ブッシュ３１と内輪５との間にワッシャ３７を設ける事により、このブッシュ３１に付与された下方に向く力が、このワッシャ３７を介してこの内輪５に加わる。この内輪５に加わる力は、上記内輪５を傾斜させると共にこの内輪５に軸方向荷重として作用する。即ち、上記ブッシュ３１と内輪５との間に設置された上記ワッシャ３７は、両側面がこのブッシュ３１の一端面とこの内輪５の上端面とにそれぞれ当接する。この為、本実施例の場合には、上記ワッシャ３７の両側面の平面度を良好に仕上げて、これら両側面同士の平行度を良好にしている。従って、このワッシャ３７の板厚寸法は、円周方向に関して殆ど変動しない（全周に亙り厚さが均一である）。そして、このワッシャ３７の上面に上記ブッシュ３１の一端面を当接させた状態でこのブッシュ３１を下方に押圧する事により、このワッシャ３７がこのブッシュ３１の一端面の傾斜に沿って傾斜する。又、これに伴い、このワッシャ３７の下面と当接する上記内輪５の上端面も傾斜する。このワッシャ３７の円周方向に関する板厚寸法の変動は殆どないので、上記内輪５の上端面は、上記ブッシュ３１の一端面の傾斜とほぼ同じ角度で傾斜する。この結果、上記内輪５の中心軸が、このブッシュ３１の一端面の傾斜に応じて前記外輪３の中心軸に対して傾斜する。
【００２４】
又、上述の様にワッシャ３７を介して上記傾斜付与機構１８から上記内輪５に加わる下向きの力は、この内輪５に対する軸方向荷重となる。従って、前記転がり軸受１は、予圧を付与された状態となる。尚、上記傾斜付与機構１８を構成するばね３５を交換したり、その圧縮量を変える等により、上記内輪５に負荷する軸方向荷重を変化させる事もできる。従って、本実施例の場合には、この内輪５の傾斜角度及びこの内輪５に負荷する軸方向荷重をそれぞれ変化させて、種々の条件で上記転がり軸受１（小径玉軸受単体）の動トルクの測定が可能である。
【００２５】
又、前述した様に、上記内輪５の傾斜角度は、一端面の傾斜角度が異なるブッシュ３１を複数個用意する事により調節可能であるが、本実施例の場合には、実際に上記内輪５の傾斜角度を確認できる構造としている。この為に、上記傾斜付与機構１８の上方に、２個のレーザ式の微小変位計３８、３８を設置している（図２）。これら微小変位計３８、３８のレーザ光線は、上記ワッシャ３７の上面外径寄りに照射される。この為、このワッシャ３７の外径は、上記ブッシュ３１及びばね受け部材３４の外径よりも大きくしている。この様に、微小変位計３８、３８のレーザ光線を、上記ワッシャ３７の外径寄り部分に照射する事により、このワッシャ３７を介して上記内輪５の傾斜角度を測定自在としている。
【００２６】
具体的に説明すると、上記微小変位計３８、３８は、上記ワッシャ３７の上側面のうちの、このワッシャ３７の円周方向に関して互いに１８０度ずれた（点対称の）位置Ｐ1 、Ｐ2 （図３）にレーザ光線を照射して、これら位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける軸方向の変位（振れ）を測定する。これら位置Ｐ1 、Ｐ2 は、上記小径軸部３０の中心軸からの径方向距離が同一である（この小径軸部３０の中心軸をその中心とする同一円弧上に存在する）。この様にワッシャ３７の上側面の位置Ｐ1 、Ｐ2 にレーザ光線を照射した状態で、前記主軸１６を（例えば手動により）１回転させる。そして、上記ワッシャ３７の全周に亙って、上記各位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける軸方向の微小変位を測定する。そして、これら各位置Ｐ1 、Ｐ2 に於ける微小変位の絶対値の最大値をそれぞれ求めて演算処理する事により、上記ワッシャ３７、延いては、前記外輪３に対する上記内輪５の傾斜角度を正確に求める事ができ、この傾斜角度が所望の角度であるか否かを確認できる。
【００２７】
又、本実施例の場合、上述の様に傾斜付与機構１８により内輪５を所定角度傾斜させた状態で、前記回転駆動部１０により、前記回転伝達部９を介して外輪３を回転駆動する。即ち、この回転駆動部１０は、前記ベース８の上面にモータ用ブラケット３９に支持されたモータ４０と、このモータ４０により回転駆動される前記プーリ２１とから構成される。このプーリ２１の外周面には、前述した様に、上記回転伝達部９を構成するプーリ部１４との間にベルト２２を掛け渡している。この為、上記モータ４０を回転駆動する事により、上記プーリ２１及びベルト２２を介してプーリ部１４が回転する。そして、このプーリ部１４の上面に固定した前記ハウジング１５を介して上記外輪３を回転駆動する。
【００２８】
上述の様に外輪３を回転駆動した場合、上記内輪５に連れ回ろうとする回転力（動トルク）が発生する。本実施例の場合、この動トルクを、前記動トルク測定部１１により測定する。この動トルク測定部１１は、前記主軸１６と、この主軸１６の下端部に設けられた揺動腕４１と、この揺動腕４１を介して伝達されるトルクを検出自在なトルクセンサ４２とから成る。このトルクセンサ４２は、前記ブラケット１２の側面に設置されたアダプタ４３に取り付けられている。又、上記揺動腕４１は、上記主軸１６の下端部に形成されたフランジ２６の円周方向一部に固設され、前記中空固定軸１３の円周方向一部に開口された長孔４４から突出している。この長孔４４は、この中空固定軸１３の中心軸を起点として約９０度の扇形状に開口されている。従って、上記揺動腕４１は、この長孔４４の開口範囲内で揺動・旋回が可能である。
【００２９】
上記連れ回りによる回転力により上記内輪５が回転する傾向となると、この内輪５を外嵌した前記小径軸部３０により構成する主軸１６を介して、この内輪５に作用する回転力が上記揺動腕４１に伝達される。そして、この揺動腕４１が上記内輪５の回転方向と同方向に旋回する傾向となる。従って、この揺動腕４１が旋回する力を、上記トルクセンサ（荷重センサ）４２で検出する事により、上記内輪５に作用する回転力、即ち、転がり軸受１（小径玉軸受単体）の動トルクとして測定できる。
【００３０】
又、本実施例の場合、上記主軸１６を構成する前記中空回転軸部２４を、前記中空固定軸１３に対して静圧気体軸受１７により回転自在に支持している。この為、この主軸１６は、摩擦抵抗がほぼ０の状態で回転自在に支持される。従って、本実施例の場合には、上記転がり軸受１の動トルクの測定を支持軸受装置の摩擦抵抗が殆どない状態で行なえ、この動トルクの測定を高精度に行なえる。
【００３１】
又、本実施例の場合には、上記内輪５に軸方向荷重を負荷すると共に、所定の傾斜角度を付与した状態で上記動トルクの測定が可能である。即ち、本実施例の場合、この内輪５に対して前記傾斜付与機構１８により下方に向く力を負荷した状態で、前記外輪３を回転させている。又、この傾斜付与機構１８を構成するブッシュ３１の、上記内輪５の上端面と当接する、一端面を傾斜させている為、この内輪５は所定の角度傾斜する。従って、本実施例の場合には、この内輪５に軸方向荷重を負荷すると共に、組み付け誤差等を想定して、この内輪５を上記外輪３に対し傾斜させた状態で、上記転がり軸受１の動トルクを測定する事が可能である。
【００３２】
又、本実施例の場合には、上記一端面を傾斜させたブッシュ３１をワッシャ３７を介して上記内輪５の上端面に押し付ける事により、この内輪５を傾斜させている為、この内輪５がこのブッシュ３１の上記一端面の傾斜角度に応じて傾斜する。この為、この内輪５を定量的、且つ、確実に傾斜させる事ができる。
【００３３】
上述の様に構成され作用する本実施例の場合には、転がり軸受１の使用限界に於ける内輪５の傾き量を把握でき、組み付け誤差等が転がり軸受の使用許容限界に及ぼす影響を調べる事ができる。従って、本実施例の構造は、組み付け誤差の許容限界を判断する為の基準を求める為の１つの手段となり得る。
【００３４】
尚、本実施例の場合、上述した動トルクの測定に加え、又は、動トルクの測定とは別に、転がり軸受１の音響特性を測定する事もできる。即ち、この転がり軸受１の近傍に、マイクロフォン等の音響測定装置を設置して、内輪５を傾斜させた状態で外輪３を回転させた時に、上記転がり軸受１に発生する騒音を測定する。これにより、組み付け誤差等が、軸受音の発生状況及び騒音レベル等の音響特性に及ぼす影響を調べる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施例の転がり軸受の動トルク測定装置を示す断面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】一部を省略して図２の上方から見た図。
【図４】本実施例の転がり軸受の動トルク測定装置に組み込むブッシュの断面図。
【図５】図４の下方から見た図。
【符号の説明】
【００３６】
１ 転がり軸受
２ 外輪軌道
３ 外輪
４ 内輪軌道
５ 内輪
６ 転動体
７ 動トルク測定装置
８ ベース
９ 回転伝達部
１０ 回転駆動部
１１ 動トルク測定部
１２ ブラケット
１３ 中空固定軸
１４ プーリ部
１５ ハウジング
１６ 主軸
１７ 静圧気体軸受
１８ 傾斜付与機構
１９ 軸受
２０ ベルト用溝
２１ プーリ
２２ ベルト
２３ ボルト
２４ 中空回転軸部
２５ 凸部
２６ フランジ
２７ ボルト
２８ ボルト
２９ａ、２９ｂ フランジ
３０ 小径軸部
３１ ブッシュ
３２ 押圧機構
３３ 支持軸部
３４ ばね受け部材
３５ ばね
３６ ねじ
３７ ワッシャ
３８ 微小変位計
３９ モータ用ブラケット
４０ モータ
４１ 揺動腕
４２ トルクセンサ
４３ アダプタ
４４ 長孔
４５ 中実回転軸部
４６ 段差面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、この転がり軸受に回転力を伝達する、転がり軸受の特性測定用回転装置であって、上記外輪を保持すると共に、この外輪に対して回転力を伝達自在なハウジングと、上記内輪をこの外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構とを備えた、転がり軸受の特性測定用回転装置。
【請求項２】
内輪を外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構が、この内輪の端面と直接若しくは間接に当接する側の端面が外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜しており、この外輪と同心に配置されるブッシュと、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して、上記内輪に向け押圧する押圧機構とから成る、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置。
【請求項３】
転がり軸受に回転力の伝達が自在である回転伝達部と、この回転伝達部を介してこの転がり軸受を構成する外輪を回転駆動する回転駆動部と、この転がり軸受の特性を測定する測定部とを備えた転がり軸受の特性測定装置であって、上記回転伝達部が、請求項１〜２の何れかに記載した転がり軸受の特性測定用回転装置であり、上記転がり軸受を構成する内輪を上記外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、上記転がり軸受に生じる特性を測定する転がり軸受の特性測定装置。
【請求項４】
転がり軸受が小径玉軸受であり、測定する特性がこの小径玉軸受単体の動トルクである、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項５】
測定部を構成し内輪を支持する主軸が、静圧気体軸受により回転自在に支持されており、外輪を回転させた場合に、この内輪に作用する連れ回りの回転力をこの主軸を介して測定する事により、上記転がり軸受の動トルクを測定する、請求項４に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項６】
転がり軸受の動トルクに加えて、この転がり軸受の音響特性を測定する、請求項４〜５の何れかに記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項７】
測定する特性が転がり軸受の音響特性である、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項８】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、その一端面が上記外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュを、この外輪と同心に配置すると共に、この一端面を上記内輪の端面に直接若しくは間接に当接させた状態で、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して上記内輪に向けて押圧する事により、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させ、この外輪を回転させた場合に於ける上記転がり軸受の特性を測定する、転がり軸受の特性測定方法。
【請求項９】
転がり軸受が小径玉軸受でり、測定する特性がこの小径玉軸受単体の動トルクである、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【請求項１０】
転がり軸受の動トルクに加えて、この転がり軸受の音響特性を測定する、請求項９に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【請求項１１】
測定する特性が転がり軸受の音響特性である、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、この転がり軸受に回転力を伝達する、転がり軸受の特性測定用回転装置であって、上記外輪を保持すると共に、この外輪に対して回転力を伝達自在なハウジングと、上記内輪をこの外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構とを備えた、転がり軸受の特性測定用回転装置。
【請求項２】
内輪を外輪に対して所定角度傾斜させる為の傾斜付与機構が、この内輪の端面と直接若しくは間接に当接する側の端面が外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜しており、この外輪と同心に配置されるブッシュと、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して、上記内輪に向け押圧する押圧機構とから成る、請求項１に記載した転がり軸受の特性測定用回転装置。
【請求項３】
転がり軸受に回転力の伝達が自在である回転伝達部と、この回転伝達部を介してこの転がり軸受を構成する外輪を回転駆動する回転駆動部と、この転がり軸受の特性を測定する測定部とを備えた転がり軸受の特性測定装置であって、上記回転伝達部が、請求項１〜２の何れかに記載した転がり軸受の特性測定用回転装置であり、上記転がり軸受を構成する内輪を上記外輪に対して傾斜させた状態でこの外輪を回転させた場合に、上記転がり軸受に生じる特性を測定する転がり軸受の特性測定装置。
【請求項４】
転がり軸受が小径玉軸受であり、測定する特性がこの小径玉軸受単体の動トルクである、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項５】
測定部を構成し内輪を支持する主軸が、静圧気体軸受により回転自在に支持されており、外輪を回転させた場合に、この内輪に作用する連れ回りの回転力をこの主軸を介して測定する事により、上記転がり軸受の動トルクを測定する、請求項４に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項６】
転がり軸受の動トルクに加えて、この転がり軸受の音響特性を測定する、請求項４〜５の何れかに記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項７】
測定する特性が転がり軸受の音響特性である、請求項３に記載した転がり軸受の特性測定装置。
【請求項８】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けた複数個の転動体とを備えた転がり軸受の特性を測定すべく、その一端面が上記外輪の軸方向に直交する仮想平面に対して傾斜したブッシュを、この外輪と同心に配置すると共に、この一端面を上記内輪の端面に直接若しくは間接に当接させた状態で、このブッシュをこの外輪の軸方向に関して上記内輪に向けて押圧する事により、この内輪を上記外輪に対して所定角度傾斜させ、この外輪を回転させた場合に於ける上記転がり軸受の特性を測定する、転がり軸受の特性測定方法。
【請求項９】
転がり軸受が小径玉軸受でり、測定する特性がこの小径玉軸受単体の動トルクである、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【請求項１０】
転がり軸受の動トルクに加えて、この転がり軸受の音響特性を測定する、請求項９に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【請求項１１】
測定する特性が転がり軸受の音響特性である、請求項８に記載した転がり軸受の特性測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１０５８９４（Ｐ２００６−１０５８９４Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９５９５７（Ｐ２００４−２９５９５７）
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【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１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月８日（２００４．１０．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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