JPH03225216A - 軸受ころゲージ - Google Patents

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〕 本発明はころ軸受に関する。さらに具体的にいえば１本
発明は、ころの円周の直径の変動を測定する方法と装置
である。

〔従来の技術〕

ころ軸受用のころを製作するのに用いられる工程の一つ
が心なし研削盤として知られる機械でころを研削するこ
とである。この研削操作はころの表面に表われる小さな
周期的凹凸を作る。これらの凹凸は、普通は、「研削び
びり」といわれ、ころの周囲に１２ないし６０回現れる
。びびりの最も普通の形は、この範囲の中間、すなわち
、２０と４０の凹凸の開催で発生する。

従来のころの真円度測定装置は、研削びびりによる凹凸
を検出するように構成されていない。従来の装置はロー
ビング（ｌｏｂｉｎｇ）　、すなわち１円周に１２未満
の凹凸、を測定するという合理的な仕事をするが、はと
んどの場合に、ロービングは。

びびり凹凸はど騒音を発生しない。

ベントーン（Ｂｅｎｔｏｎｅ）ほかｖＣ１９７３年７月
１７日に交付され、「回転部材の振動を評価する装置」
という名称の米国特許第３．７４５．８１５号は、回転
スピンドルの振動を評価するために玉軸受をスピンドル
に取付けている装置を開示している。しかし、ベントー
ンは、ころの直径の変動を測定する装置又は方法を開示
又は示唆していない。

ツーコー（Ｚｕｃｃｏ）　　に１９７４年３月５日に交
付され、「円筒形加工物の寸法試験装置」という名称の
米国特許第３．７９５，０５５号は、二つの対向変換器
を利用して円筒形加工物の直径を測定する装置を開示し
ている。しかし、ツーコーの装置は。

スピンドルにつけた被試験物を回転しないで、被試験物
をＶ支持体の軸のまわりに１８０回すだけである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、びびり全検出して測定するだけでなく
、ころが動作時に発生する可能性のある騒音エネルギー
量全正確に推定するように構成され友ころゲージを提供
することである。

〔課題全解決するための手段〕

簡単にいえば１本発明のころゲージはこる回転する手段
を含んでいる。機械−電気変換器手段がころの直径の変
動を直径の変動の関数である電気信号に変換する。電気
信号変換装置が機械電気変換器からの電気信号をころの
直径の変動の有意な指示に変換する。

本発明のころの直径の変動を指示する新規な方法は、こ
ろを回転する工程と、ころの円周の直径の変動を直径の
変動の関数である電気信号に機械電気的に変換する工程
と、前記電気信号をころの直径の変動の有意の指示に変
換する工程とを含む。

〔実施例〕

図面２そしてさらに具体的には第１図及び第２図を参照
すると、従来の真円度試験装置がころの円周の半径方向
の偏りを測定する。これはある種の有用な情報を与える
ことができるが、直径の変＠全測足するのが騒音を発生
する欠陥をさがすためにころの表面を調べるより正確な
方法である。

これについての理由は、ころ軸受が作動するとき。

ころ軸受は直径の観点から分かるに過ぎないことである
。軸受と直径ゲージの各々がころの直径を測定する方法
の間の類似性が第１図及び第２図に例示されている。第
１図において、ころ１０は。

回転軸１２と外輪１４の間の環状空間内を転勤する。第
２図においては、ゲージは一上側変換器１６とこる１０
の直径全測定する下側変換器１８とを備えている。した
がって、第１図及び第２図は。

軸受と直径ゲージの各々がころの直径を測定する方法の
類似性を例示している。

第３図及び第４図に示されているように、ゲージにおけ
るころの直径の物理的測定値は１例えば。

直膨可変距離変換器に送られることのできる電気信号を
もたらす。機械電気変換器１６及び１８は、物理的測定
値を直径の変動の関数である電気信号に変換する。第３
図及び第４図は、５０−ブと３０びびり凹凸をそれぞれ
もつころに対する波形２゜と２２がどう見えるかの例で
ある。

形成された波の振幅は、変換器によって検出されれたこ
ろ直径変動に比例している。完全に円いころには直径の
変動がないから、波形はゼロ振幅レベルにある直線を示
すであろう。実際には、非常に良品質のころでもゲージ
によって検出されるある程度の直径の変動がある。

第３図及び第４図に示された波形情報は、直径の変動の
視覚指示を与えるのに有用である。簡単な場合には、視
覚指示を凹凸の数を数え、凹凸の平均振幅を評価するの
に用いることもできる。しかし、精度を向上させるため
に第３図及び第４図に示された波形信号を取って波形の
周波数分析を行う。これは、複雑な現実のころの形状を
それらの成分周波数に迅速に分類できる真に唯一の方法
である。第３図及び第５図に示されたころの例の周波数
分析は、それぞれ第５図及び第６図に示されている。

成分すなわち、「スパイク」２４及び２６の各々は、そ
れが導出された波形の解釈を簡単にする。

１本の垂直線を用いて、これらのスパイクはそれぞれの
波形のための周波数と平均振幅の両方を伝えることがで
きる。現実のころの信号は複雑なので、それらの信号は
、ずっと多くの周波数スパイクをもっているかもしれな
いが１周波数分析の原理は、これらの簡単な場合を常に
同じである。

今は、より複雑な波形の周波数分析を簡易化したが、な
お、情報のいくらかの追加の処理を行う必要がある。こ
れに対する理由は、波形の周波数がころの軸受における
騒音度を処理するのに重要なものであるということによ
るのである。すべての波形の周波数は、ころ騒音が関係
する場合、等しく作られていない。１２ないし６０凹凸
範囲内の低周波は、ころ、騒音に多くは寄与しない。高
周波に移るにつれて周波数は重要度が大きくなる。

周波数範囲の上側半分（３０ないし６０凹凸）において
は、どの周波数のスパイクもともかく幾分かのころ騒音
を生ずると思われる。

この周波数の不平等を取除くために、第７図に示された
スパイク２４の高さが、第７図のスパイク２８に縮小さ
れ、第８図におけるスパイク２６の高さが第８図におけ
るスパイク３０に拡大されるように周波数プロツｔｆ電
子的に変換する。結果として生じた周波数プロットにお
いて、スパイクは常に、こる騒音に及ぼす実際の効果に
比例して示される。二つのスパイクは、今度は、それら
がこる騒音レベルを作る適当な相対レベルで示される。

今度は、スパイク３０がスパイク２８よシずつと高く見
えることに注意されたい。これは、当然、騒音へのそれ
らのスパイクの寄与を示すことになる。

ころのびびり測定の最後の工程は、変換された周波数の
プロットｅとり、該プロットを単一の意味のある数に換
算することである。すべての周波数のスパイクは、電子
的に加算され、当の特定のころに対する合計実効値が印
刷される。これは第７図及び第８図の変換された周波数
プロットの上右隅に現れる。次にこの値を評価されてい
るころに対するある現示されたレベルに比較できる。こ
の例の二つの仮説ころの場合、５０−ブ（しかしびびり
なし）をもっているころは、　０．００５　ＲＭＳとい
う非常に低い読みで始ったが、びびりをもったこる（し
かしロービングなし）は０．０５　ＯＲＭＳの高い大き
さの程度であった。現実のころを調べるときには、びび
りだけ又はロービングだけの場合というのは１通常は１
両方がある程度存在するので、はとんどない。ころの幾
何学的形状が複雑になればなるほど、このゲージは、何
が騒音に関して重要なのかをえり分けるのにますます有
用になる。

第９図を参照すると、こるｌＯは、ハウジング３４の中
で回転できるスピンドル３２に取付けられている。ころ
の周囲のころ内の直径の変動は。

第３図及び第４図に示したようなものであるが。

第３図及び第４図に示されているよりずっと多くの周波
数をもっている波形に変換されて「信号検出器及び増幅
器」３６へ送られる。［信号検出器及び増幅器」３６か
ら、波形は「波形測定回路」３８へ送られて表示器４０
に表示される。次に。

信号は「周波数分析器」４２へ送られ、そこで波形検出
器及び増幅器からの複雑な周波数が第５図及び第６図に
示されたスパイクと似ているスパイクに変換されて表示
装置４４に表示される。「周波数分析器」４２からのス
パイクは、次に、「微分回路」４６へ送られ、そこで「
周波数分析器」４２からのスパイクが第７図及び第８図
のそれぞれのスパイク２８及び３０と類似しており、ス
パイクによって表わされた周波数のころ雑音に及ぼす実
際の効果に比例している複数のスパイクに変換される。

「微分回路」４６からのスパイクは。

次に「加算回路」５０に送られ、そこですべてのスパイ
クが電気的に合計され、実効値の印字が表示装置５２に
表示される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように１本発明は、単にころの円周の直
径変動の大きさを測定するのではなく。

軸受に使用したときに生ずる騒音の大きさに比例する量
として表示するので、ころの品質の実用上の判定に大い
に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明を説明するのに役立つ軸受におけるこ
ろの部分略図。 第２図は１本発明を説明するのに役立つ被試験ころと前
記ころの直径の変動を測定する変換器の略図。 第３図は、周囲に５凹凸ヲ肩するころの周囲の直径変動
を測定し、ころの直径変動を該口径変動の関数である電
気信号に変換する工程の略図、第４図は１周囲に３０凹
凸を有するころの周囲の直径変ｗＪを測定し、ころの直
径変動を該直径変動の関数である電気信号に変換する工
程の略図、第５図は、第３図の電気信号を第３図の該電
気信号の周波数、及び該周波数の平均振幅を示すスパイ
クに変換する工程の略図、 第６図は、第４図の電気信号全第３図の該電気信号の周
波数及び該周波数の平均振幅を示すスノくイクに変換す
る工程の略図。 第７図は、第５図のスパイクの周波数のころ騒音に及ぼ
す実際の効果に比例する縮小スノくイクへの変換を示す
略図。 第８図は、第６図のスパイクのより大きな振幅でこる騒
音に及ぼす振幅の実際の効果に比例するスパイクへの変
換を示す略図。 第９図は１本発明の電子回路のブロック図である。 １０：ころ、１６．１８：機械電気変換器、３６：信号
検出器及び増幅器、３８二波形測定回路、４２：周波数
分析器、４６：微分回路、５０：加算器、４０，４４゜
４Ｂ、５２：表示装置。 ｔ−１（ｊｊ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ころを回転する手段と、前記ころの円周の直径変動
   を測定し、前記ころの直径変動を前記直径変動の関数で
   ある電気信号に変換する機械電気変換手段と、前記機械
   電気変換手段からの電気信号を前記ころの直径変動の有
   意の指示に変換する電気信号変換装置を備えることを特
   徴とするころゲージ。 ２、前記電気信号変換装置が前記機械電気変換器からの
   電気信号を成分周波数に変換し、該成分周波数及び各成
   分周波数の平均振幅の指示を表示する周波数分析器を有
   することをさらに特徴とする請求項１に記載のころゲー
   ジ。 ３、前記電気信号変換装置が前記周波数分析器からの信
   号を受けて、受信信号を該信号の振幅と周波数を表わす
   スパイクに変換し、前記振幅が前記周波数のころに及ぼ
   す実際の効果に比例するようにする微分回路を有するこ
   とをさらに特徴とする請求項２に記載のころゲージ。 ４、前記電気信号変換装置が前記微分回路からのスパイ
   クを受け、すべてのスパイクを電気的に合計し、合計の
   有意の値を印字する加算回路を有することをさらに特徴
   とする請求項３に記載のころゲージ。 ５、ころ軸受において用いられるころの直径変動を指示
   する方法において、前記ころを回転する工程と、前記こ
   ろの円周の直径変動を該直径変動の関数である電気信号
   に機械電気的に変換する工程と、前記電気信号を前記こ
   ろの直径変動の有意の指示に変換する工程とを含むこと
   を特徴とするころの直径変動を指示する方法。 ６、前記電気信号を前記ころの直径変動の有意の指示に
   変換することが直径変動の関数である電気信号を成分周
   波数に変換し、成分周波数及び各成分周波数の平均振幅
   を表示する工程を含むことをさらに特徴とする請求項５
   に記載の方法。 ７、前記電気信号を前記ころの直径変動の有意の指示に
   変換することが成分周波数を電気的に微分し、該電気信
   号の振幅と周波数を表わし、前記振幅が前記周波数のこ
   ろ騒音に及ぼす実際の効果に比例する電気スパイクを発
   生する工程を含むことをさらに特徴とする請求項６に記
   載の方法。 ８、前記電気信号を前記ころの直径変動の有意の指示に
   変換することがすべてのスパイクを電気的に加算して合
   計の有意の値を印字する工程を含む請求項７に記載の方
   法。