JPH0266422A

JPH0266422A - 軸受試験機

Info

Publication number: JPH0266422A
Application number: JP21628788A
Authority: JP
Inventors: Teruo Kimoto; 木本　照夫
Original assignee: HEIWA SANGYO KK
Current assignee: HEIWA SANGYO KK
Priority date: 1988-09-01
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1990-03-06
Also published as: JPH0543985B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は軸受に大きなラヂアル荷重を与えた状態で、微
小な軸受摩擦トルクを測定できる軸受試験別に関するも
のである。

［従来の技術〕軸受特性の測定法のうち、ラヂアル荷重下での軸受の回
転に伴う摩擦トルクを測定する方法は、従来ラヂアル荷
重を軸受に加える機構および摩擦トルクの測定機構をそ
れぞれ別個独立した機構として組み合わせることにより
構成した試験機で行っていた。

このような軸受試験機としては、例えば第３図に示すよ
うに、横方向に回転軸（１）に緩やかに嵌合した軸受（
２）を、先端がストレインゲージ（１５）に連結するロ
ッド（１６）を回転軸（１）の半径方向に延設したハウ
ジング（４°）内に圧入し、該ハウジング（４“）外周
面から重り（８）により荷重Ｗを加える構造のものがあ
る。

この試験機においては重り（８）による軸受（２）への
ラヂアル荷重発生部とストレインゲージ（１５）による
トルク検出部がそれぞれ独立しており、その試験方法は
重り（８）により軸受（２）にラヂアル荷重を加えた状
態で回転軸（１）を回転し、被試験材である軸受（２）
と回転軸（１）との動摩１寮力による摩１察トルクをス
トレインゲージ（１５）で測定して軸受（２）の特性を
評価するものである。

また他の例としては、第４図に示すように、横方向の回
転ｉｌｉ［ｌＩ　（１）に緩やかに嵌合した被試験材軸
受（２）をハウジング（４”）に圧入し、該ハウジング
（４”）外周面に上方から回転軸（１）の中心を通る鉛
直方向にスプリング（１７）により荷重をかけるラヂア
ル荷重発生部と、軸受（２）と回転！Ｅｌｌ（１，）と
の動摩擦力による摩擦トルクを回転軸（１）に設けられ
た捩じり力計（１８）で検出してそれを電気信号に変換
し、スリップリング（１９）を介して外部固定系へ取り
出すトルク検出部から成るものがめる。なおこのような
捩じり力計（１８）としては、捩じりバネ（２０）が回
転軸（１）に伝達されるトルク即ち被測定摩擦トルクに
比例してたわみ、これにより生ずる角度偏位を永久磁石
と磁気抵抗効果素子との相互作用により電気信号に変換
する方式のものが多い。またスプリング（１７）により
発生する荷重量は該スプリング（１７）のバネ定数にと
スプリングに連結した作動変圧器（１２）が示す変位ｙ
との積ＶＫとして別に指示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこれらの軸受試験機には、次のような問題
点かあった。

先ず第３図に示す試験機では、重り（８）のハウジング
（４°）への着力点で荷重Ｗの一部成分がハウジング（
４°）に回転モーメントとして伝わり易い。このため被
試験材軸受を装置に取り付ける際には、細心の注意を必
要とし、従って多数台の試験機を現場で使用する際に現
場にて軸受を装置に速やかに着脱しなければならない場
合には不適当でおる。

次に第４図に示す試験機では、回転軸（１）とその軸受
部との間で発生するトルクが誤差として測定結果の中に
入ってくる不都合があり、さらにスリップリング（１９
）の寿命が短い等の欠点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに檻み種々検討の結果、上記の問題点をす
べて解決した軸受試験機を開発したものである。

即ち本発明の一つは横方向の回転軸に軸受試験用軸受を
緩やかに嵌合し、該軸受の外周にハウジングを取付け、
ハウジング外周に回転軸の回転方向に回転軸の中心と一
致した回転中心をもつプーリー部を形成し、プーリー部
の下側にワイヤーを通してその両端をそれぞれ各別の梃
子の一端に接続し、さらにそれぞれの梃子の他端には一
部が液体中に浸漬した重りを釣支して軸受にラジアル荷
重を加えた状態でこれらを平衡させ、その後回転軸を回
転し、該回転軸と軸受との間の摩擦によりハウジングに
生じる回転トルクで、それぞれの梃子の他端の重りが変
位してそれぞれの重りに加わる浮力がそれら変位量に比
例した大きさで変化することによりそれぞれの梃子の他
端に加わる荷重が変化し、それら荷重の変化量が上記回
転トルクと逆方向で同じ大きさのモーメントをハウジン
グに与えることにより梃子が平衡した時に上記浮力の変
化量を測定して回転トルクの大きさを求めることを特徴
とするものであり、梃子の他端と重りをワイヤ・−で連
結し、梃子の他端の変位を該ワイヤーに設けた作動トラ
ンスで検出することにより浮力の変化量を測定するのが
好ましい。そして一方の梃子の他端に縦方向にバネ等の
弾性体を設けるのは有効でおる。

また本発明の他の一つは、横方向の回転軸に軸受試験用
軸受を緩やかに嵌合し、該軸受の外周にハウジングを取
付け、ハウジング外周に回転軸の回転方向に回転軸の中
心と一致した回転中心をもつプーリー部を形成し、プー
リー部の下側にワイヤーを通してその両端をそれぞれ各
別の梃子の一端に接続し、さらにそれぞれの梃子の他端
には縦方向に弾性体を取り付けて、これら他端に下方に
荷重を加えることにより軸受にラヂアル荷重を加えた状
態でこれらを平衡させ、その後回転軸を回転し、該回転
軸と軸受との間の摩擦によりハウジングに生じる回転ト
ルクで、それぞれの梃子の他端が変位してそれら他端の
弾性体がその変位と逆方向に変位量に比例した復元力を
発生し、それら復元力が上記回転トルクと逆方向で同じ
大きさのモーメントをハウジングに与えることにより梃
子が平衡した時に上記復元力を測定して回転トルクの大
きさを求めることを特徴とするものである。

〔作　用〕

次に本発明を図面により説明する。

本発明試験機は第１図（イ）（ロ）に示すように図示し
ていないモーメントに連結した回転軸（１）に被試験材
である軸受（２）を緩やかに嵌合し、その外周に回転軸
（１）の回転方向にプーリー溝（３）を形成したハウジ
ング（４）を取り付け、該プーリー溝（３）の下側にワ
イヤー（５）を通してその両端をそれぞれ別個の梃子（
６ａ）（６ｂ）の一端に接続し、それらの梃子（６ａ）
、（６ｂ）の他端に液体（７）中に一部が浸漬した重り
（８ａ）　（８ｂ）を釣支したものでおる。

ここでこの装置で回転軸（１）と軸受（２）との摩擦ト
ルクを測定する方法を説明する。

重り（８ａ）　（８ｂ）は同一形状で横断面積をＡとし
、またそれらの下部はｄの密度の液体（７）中に浸漬し
ている状態で互いに平衡している。この液体（７）はど
のようなものでもよいが、例えばシリコン油等を用いる
。なお図ではこの液体（７）の容器（９ａ）　（９ｂ）
は、それぞれの重り（８ａ）　（８ｂ）が下降もしくは
上昇しても両容器（９ａ）　（９ｂ）の液面は常に同一
水平面にあるように下部にて互いに連通している場合を
示しているが、必ずしも連通している必要はない。

このような状態で回転軸（１）を矢印の方向に所定の回
転数で回転すると、軸受（２）が圧入されているハウジ
ング（４）に矢印の方向に軸受（２）と回転軸（１）と
の摩擦によるモーメントが働き、従って図に示すように
一方の側のワイヤー　（５ａ）には下方に力が働き、他
方の側のワイヤー　（５ｂ）には上方に力が動く。

そしてワイヤー（５ａ）　（５ｂ）に発生したこれらの
力はそれぞれ梃子（８ａ）（６ｂ）を介してその他端に
釣り下げた重り（８ａ）（８ｂ）に伝達される。このと
ぎワイヤーの力を忠実に重りに伝えるために梃子（６ａ
）　（６ｂ）は変形し難い剛体がよく、またこれら分子
を支える支持帯（１０）はリボン状でかつバネ定数はで
きるだけ小さいことが望ましい。さらに分子が水平面内
で回転することは他の好ましくない結果をもたらすので
、支持帯（１０）の水平面内での回転方向に対する断面
係数は充分大きいことが望ましい。

ざらに分子を支える手段としては支持帯（１０）に変え
て分子をナイフェツジもしくはころがり軸受の微小トル
クのものを用いて支えればより感度を上げることができ
る。

また初期のバランス調整を容易にするため一方の分子に
微動重り（１４）を設けることもできる。

そしてそれぞれの分子（６ａ）（６ｂ）の長さが等しく
かつそれぞれの分子の中央に支持帯（１０）を取り付け
た場合は、重りに伝達された力により一方の重り（８ｂ
）が変位Ｘだけ下降したときには、その重り（８ｂ）は
パスカルの原理によりｄＸＡだけ浮力が増加し、これに
伴い他方の重り（８ａ）は変位Ｘだけ上昇してｄＸＡの
浮力減となる。次いで一方の重り（８ｂ）の浮力増加量
ｄｘＡがハウジング（４）に発生した回転トルクの上向
き接線方向の力Ｆと平衡し、他方の重り（８ａ）の浮力
減少ｆｆ１−ｄｘＡがハウジング（４）に発生した回転
トルクの下向き接線方向の力Ｇと平衡したときに、ハウ
ジング（４）の回転は止まり、分子（６ａ）（６ｂ）の
動きも静止する。

従ってこの場合は変位Ｘを測定すれば力Ｆ（＝Ｇ）判る
ので、ハウジング（４）のプーリー半径をＬとすればハ
ウジングに生じた回転トルク即ち軸受（２）と回転軸（
１）との動摩擦力による摩擦トルクはＬ−Ｆ　（＝Ｌ−
Ｇ）で求めることができる。

この場合に回転軸（１）の中心とハウジング（４）に形
成したプーリー溝（３）の回転中心とが一致しているの
で、軸受（２）にラヂアル荷重を加えている力は常に回
転軸（１）の中心を通る鉛直線に沿って上向きに存在す
ることになり、従来のように力の成分が他の部分に悪影
響を及ぼすことがない利点を有する。

またそれぞれの重り（８ａＨ８ｂ）の重量から浮力を差
し引いた重量の和は上記ラヂアル荷重とみなし得るので
、大きな荷重状態における摩擦トルクの測定が可能であ
る。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例を説明する。

第１図（イ）（ロ）に示す原理に基づいて第２図（イ）
（ロ）に示すような軸受試験機を製作した。この試験機
においては、プーリー半径が１　ｃｍのハウジング（４
）を用い、試験時に軸受（２）に働く試験荷重がそれぞ
れの重り（８ａ）（８ｂ）から２５０ｇ加わり、合計で
５００９のラヂアル荷重の下で回転軸（１）を矢印の方
向に回転数計（２１）で示される所定の回転数で回転し
て軸受（２）と回転軸（１）との摩擦トルクを測定した
。

このとき上昇する側の重り（８ａ）の変位Ｘは、該重り
（８ａ）を釣支しているワイヤーに鉄芯（１１）を取り
付け、その変位Ｘを差動変圧器（１２）にて検出した。

なお両重り（８ａ）（８ｂ）に働く重力の対称性を保持
するため下降する側の重り（８ｂ）を釣支するワイヤー
にも上記鉄芯（１１）と同じ重量のダミー（１３）を取
り付けた。

上記試験機にてトルク測定の結果、０．１９−口の微小
トルクを安定して測定することができた。

また図に示す装置は左右対称の構造であるが、その溝成
部品の形状や大きざには様々な変形が可能である。ざら
に変位Ｘを測定するには、デジタルエンコーダーを用い
る方法や静電容量の変化により測定する方法等がある。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、軸受特性としてのラヂアル
荷重下における摩擦トルクが、大きな試験荷重下でも精
度良く安定して測定できる等工業上顕著な効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）　（ロ）は本発明の原理を示すもので（イ
）は全体の構成図、（ロ）は（イ）のＢＢ’線矢視図、
第２図（イ）（ロ）は本発明の一実施例を示すもので（
イ）は正面図、（ロ）は側面図、第３図および第４図は
それぞれ従来例を示す構成図である。１・・・・・・・・回転軸２・・・・・・・・軸受３・・・・・・・・プーリー溝４．４°、４°°・・ハウジング５、５ａ、　５ｂ・・ワイヤー６ａ、　６ｂ・・・・梃子７・・・・・・・・液体８、８ａ、　８ｂ・・重り９ａ、９ｂ・・・・容器１０・・・・・・・・支持帯１１・・・・・・・・鉄芯１２・・・・・・・・差動変圧器１３・・・・・・・・ダミー１４・・・・・・・・微動重り１５・・・・・・・・ストレインゲージ１６・・・・・
・・・ロッド１７・・・・・・・・スプリング１８・・・・・・・・捩じり力計１９・・・・・・・・スリップリング２０・・・・・・・・捩じりバネ２１・・・・・・・・回転数計第１図（イ）第１図（ロ）第３図第４図手続辛甫正書（自発） ■。２゜事件の表示昭和６３年発明の名称特許願第２１６２８７号３゜軸受試験機補正をする者事件との関係　特許出願人住　　所　　埼玉県浦和市辻７丁目１１番２１号名　称
　平和産業株式会社４、代理人住所東京都千代田区神田北乗物町１６番地〒１０１　　　　英ビル３階補正の内容１、特許請求の範囲の欄を別紙のように訂正する。２、発明の詳細な説明の欄のうち下記事項を訂正する。（１）明細書第５頁１８行から１９行に「作動変圧器」
とあるを「差動変圧器」と訂正する。（２）明細書箱８頁２行目に「作動トランス」とあるを
「差動トランス」と訂正する。（３）明細書第１２頁８行から９行に［力Ｆ　（＝Ｇ）判るので、」とあるを「力Ｆ　（＝Ｇ
）が判るので、」と訂正する。５゜補正の対象明細書における特許請求の範囲の欄および特許請求の範
囲（１）横方向の回転軸に軸受試験用軸受を緩やかに嵌合
し、該軸受の外周にハウジングを取付け、ハウジング外
周に回転軸の回転方向に回転軸の中心と一致した回転中
心をもつプーリー部を形成し、プーリー部の下側にワイ
ヤーを通してその両端をそれぞれ各別の梃子の一端に接
続し、さらにそれぞれの梃子の他端には一部が液体中に
浸漬した重りを釣支して軸受にラジアル荷重を加えた状
態でこれらを平衡させ、その後回転軸を回転し、該回転
軸と軸受との間の摩擦によりハウジングに生じる回転ト
ルクで、それぞれの梃子の他端の重りが変位してそれぞ
れの重りに加わる浮力がそれら変位量に比例した大きさ
で変化することによりそれぞれの梃子の他端に加わる荷
重が変化し、それら荷重の変化量が上記回転トルクと逆
方向で同じ大きさのモーメントをハウジングに与えるこ
とにより梃子が平衡した時に上記浮力の変化量を測定し
て回転トルクの大きさを求めることを特徴とする軸受試
験機。（２）梃子の他端と重り、をワイヤーで連結し、梃子の
他端の変位を該ワイヤーに設けた差ガ土ｊ之スで検出す
ることにより浮力の変化量を測定する請求項（１）記載
の軸受試験機。（３）一方の梃子の他端に縦方向に弾性体を設けた請求
項（１）または（２）記載の軸受試験機。（４）弾性体としてバネを用いる請求項（３）記載の軸
受試験機。（５）横方向の回転軸に軸受試験用軸受を緩やかに嵌合
し、該軸受の外周にハウジングを取付け、ハウジング外
周に回転軸の回転方向に回転軸の中心と一致した回転中
心をもっプーリー部を形成し、プーリー部の下側にワイ
ヤーを通してその両端をそれぞれ各別の梃子の一端に接
続し、さらにそれぞれの梃子の他端には縦方向に弾性体
を取り付けて、これら他端に下方に荷重を加えることに
より軸受にラジアル荷重を加えた状態でこれらを平衡さ
せ、その後回転軸を回転し該回転軸と軸受との間の摩擦
によりハウジングに生じる回転トルクで、それぞれの梃
子の他端が変位してそれら他端の弾性体がその変位と逆
方向に変位量に比例した復元力を発生し、それら復元力
が上記回転トルクと逆方向で同じ大きさのモーメントを
ハウジングに与えることにより梃子が平衡した時に上記
復元力をα１定して回転トルクの大きさを求めることを
特徴とする軸受試験機。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）横方向の回転軸に軸受試験用軸受を緩やかに嵌合
し、該軸受の外周にハウジングを取付け、ハウジング外
周に回転軸の回転方向に回転軸の中心と一致した回転中
心をもつプーリー部を形成し、プーリー部の下側にワイ
ヤーを通してその両端をそれぞれ各別の梃子の一端に接
続し、さらにそれぞれの梃子の他端には一部が液体中に
浸漬した重りを釣支して軸受にラジアル荷重を加えた状
態でこれらを平衡させ、その後回転軸を回転し、該回転
軸と軸受との間の摩擦によりハウジングに生じる回転ト
ルクで、それぞれの梃子の他端の重りが変位してそれぞ
れの重りに加わる浮力がそれら変位量に比例した大きさ
で変化することによりそれぞれの梃子の他端に加わる荷
重が変化し、それら荷重の変化量が上記回転トルクと逆
方向で同じ大きさのモーメントをハウジングに与えるこ
とにより梃子が平衡した時に上記浮力の変化量を測定し
て回転トルクの大きさを求めることを特徴とする軸受試
験機。
（２）梃子の他端と重りをワイヤーで連結し、梃子の他
端の変位を該ワイヤーに設けた作動トランスで検出する
ことにより浮力の変化量を測定する請求項（１）記載の
軸受試験機。
（３）一方の梃子の他端に縦方向に弾性体を設けた請求
項（１）または（２）記載の軸受試験機。
（４）弾性体としてバネを用いる請求項（３）記載の軸
受試験機。
（５）横方向の回転軸に軸受試験用軸受を緩やかに嵌合
し、該軸受の外周にハウジングを取付け、ハウジング外
周に回転軸の回転方向に回転軸の中心と一致した回転中
心をもつプーリー部を形成し、プーリー部の下側にワイ
ヤーを通してその両端をそれぞれ各別の梃子の一端に接
続し、さらにそれぞれの梃子の他端には縦方向に弾性体
を取り付けて、これら他端に下方に荷重を加えることに
より軸受にラヂアル荷重を加えた状態でこれらを平衡さ
せ、その後回転軸を回転し、該回転軸と軸受との間の摩
擦によりハウジングに生じる回転トルクで、それぞれの
梃子の他端が変位してそれら他端の弾性体がその変位と
逆方向に変位量に比例した復元力を発生し、それら復元
力が上記回転トルクと逆方向で同じ大きさのモーメント
をハウジングに与えることにより梃子が平衡した時に上
記復元力を測定して回転トルクの大きさを求めることを
特徴とする軸受試験機。