JPH0375815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明は、転がり軸受の評価試験装置、特に
転がり軸受の自己潤滑材製保持器材評価試験機に
関するものである。

近年、高温領域で使用する転がり軸受をセラミ
ツクスで構成することが考えられている。

しかるにセラミツクスを転がり軸受へ適用した
場合、その潤滑が問題となる。

すなわち、350℃以上の温度領域では従来の高
温潤滑油やグリースは使用不能となる。従つて、
この領域での潤滑には固体潤滑剤を用いることに
なる。この転がり軸受の固体潤滑法として一般に
用いられているものは、固体潤滑剤の移着による
方法である。この移着による方法とは、第４図に
示すように、軌道輪（内輪２、外輪３）と保持器
４と及び転動体５（玉又はころ）からなる転がり
軸受１において、軌道輪２，３及び転動体５をセ
ラミツクス製とし、かつ、保持器４を固体潤滑材
で構成する。転動中に転動体５の表面に保持器４
から固体潤滑剤が移着し、更に軌道輪２，３の軌
道面にそれが移着する。こうして、軌道面に固体
潤滑材が補給されて潤滑が続けられるものであ
る。

［従来の技術］ このような固体潤滑材製の保持器材が具備しな
ければならない特性は、(a)軸受材との摩擦係数が
小さいこと、(b)固体潤滑材が軸受の軌道面へ適度
に移着すること、(c)転がり接触面において、移着
膜の耐荷重能が大きいこと、等である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従つて、この保持器材の開発にはこれらの特性
を同時に評価できる試験方法乃至試験装置が必要
であるが、現在まで、それらの必要を十分に満た
し得るものが得られていない。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、高温など特殊環境に用いられる軸受
の保持器材の開発のための、保持器材と転動体の
すべり接触下における摩擦と摩耗及び転がり接触
下における保持器から移着膜の耐荷重能並びにそ
の寿命が同時にかつ系統的に測定・評価すること
ができる転がり軸受保持器材評価試験機を提供す
ることを目的とするものである。

(ロ) 発明の構成 ［問題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の転がり軸受保
持器材評価試験機は、仮想の平面に垂直で前記平
面に平行な方向に直線変位可能な可動スピンドル
に支持されて前記平面内で回転可能な下部試験片
と、前記平面に垂直な固定スピンドルに支持され
て前記平面内で回転可能な上部試験片と、前記平
面に平行な方向に直線変位して前記上部試験片に
接離可能でありかつ前記平面に平行な回転軸に関
して回転変位可能な保持器試験片と、前記可動ス
ピンドルを介して前記下部試験片に前記上部試験
片との間の接触負荷を与える第１の負荷装置と、
前記可動スピンドルを回転させる原動機と、前記
固定スピンドルと前記可動スピンドルの振動を検
出する振動計と、前記固定スピンドルを回転させ
る原動機と、前記保持器試験片の前記回転軸に沿
つた直線変位を検出する検出器と、前記保持器試
験片の前記回転軸に関する前記回転変位を検出す
る回転変位検出器と、及び前記保持器試験片に前
記上部試験片との間の接触負荷を与える第２の負
荷装置と、を備えることを特徴としている。

以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面に
ついて説明する。

第１図、第２図及び第３図において、１１は試
験機である。試験機１１は仮想の平面１２内に上
部試験片１３、下部試験片１４、及び保持器材試
験片１５を配設して備えている。

上部試験片１３は第４図に示す軸受１の転動体
５を模似するものであり、下部試験片１４は軌道
輪２、または軌道輪３を模似するものであり、更
に保持器材試験片１５は保持器４を模似するもの
である。

上部試験片１３は位置不変の固定スピンドル１
６に支持されていて固定スピンドル１６の回転に
よつて平面１２内で回転可能である。上部試験片
１３の接触面１７の形状は模似する接触状態の種
類によつて決定するものであり、線接触状態を模
似する場合には、接触面１７の横断面形状は直線
状をなし、また点接触状態を模似する場合には、
接触面１７の模断面形状は円弧状をなす。固定ス
ピンドル１６は軸受１８を介してハウジング２１
に支持されており、ハウジング２１は固定されて
いる。ハウジング２１には振動計２２が取付けら
れていて、この振動計２２はハウジング２１の振
動を検出することによつて固定スピンドル１６の
振動を検出する。固定スピンドル１６はモータ２
３によつて回転される。

下部試験片１４は第４図に示す軌道輪２または
軌道輪３を模似するもので、上部試験片１３に接
触して回転可能である。下部試験片１４は可動ス
ピンドル２４に取付けられている。可動スピンド
ル２４は軸受２５を介してハウジング２６に支持
されている。ハウジング２６は平面１２に平行な
方向に変位可能に構成されており、結局、可動ス
ピンドル２４及び下部試験片１４は平面１２に平
行な方向に変位可能である。

ハウジング２６は第１の負荷装置２７に取付け
られている。第１の負荷装置２７は下部試験片１
４に上部試験片１３との間の接触負荷を与えるた
めのものであつて、負荷レバー２８を有する。負
荷レバー２８は固定位置にある支点３１に支持さ
れており、負荷レバー２８の先端にハウジング２
６が取付けられ、基端に垂錘３２が懸吊されてい
る。垂錘３２は交換可能であつて、この垂錘３２
を交換することによつて、下部試験片１４に与え
られる上部試験片１３との間の接触負荷が可変と
なる。ハウジング２６にはまた振動計２９が取付
けられていて可動スピンドル２４の振動を検出す
る。可動スピンドル２４はモータ３０によつて回
転される。

保持器材試験片１５は第４図に示す固体潤滑材
で構成される保持器４を模似するものである。保
持器材試験片１５は評価対象である固体潤滑材で
構成されていて、チヤツク３３に取付けられてい
て上部試験片１３に接触している。チヤツク３３
は腕３４の先端部に取付けられており、腕３４の
他端部には直動回転軸受３５が取付けられてい
る。直動回転軸受３５は固定軸３６に係合し固定
軸３６に関して回転可能であり、かつ固定軸３６
に沿つて滑動可能である。固定軸３６は平面１２
に平行である。従つて、保持器材試験片１５は平
面１２に平行な方向に直線変位して上部試験片１
３に接離可能であり、かつ固定軸３６に関して回
転変位可能である。保持器材試験片１５の直線変
位の検出は変位検出器３９によつて直動回転軸受
３５の直線変位を検出することによつて行う。ま
た保持器材試験片１５の回転変位はロードセル３
７によつて直動回転軸受３５の回転変位を検出す
ることによつて行う。

直動回転軸受３５には垂錘３８が載置してい
る。この垂錘３８は保持器材試験片１５に上部試
験片１３との間の接触負荷を与えるためのもので
ある。垂錘３８は交換可能であつて、垂錘３８を
交換することによつて上記の接触負荷を可変にす
る。

以上の上部試験片１３、下部試験片１４及び保
持器材試験片１５は高温条件下での評価試験を行
うなどの必要に応じて温度雰囲気調整装置４１内
に配設される。

直動回転軸受３５の一例を第５図に示す。

直動回転軸受３５は直動転がり軸受部５１と回
転転がり軸受部５２とのハイブリツド軸受として
構成されている。すなわち、回転転がり軸受５２
は内輪５３、外輪５４及び転動体５５を有する。
内輪５３は直動転がり軸受５１の外輪５６に固定
し、外輪５４はハウジング５７に固定している。
ハウジング５７には前述の腕３４が固着する。直
動転がり軸受５１に前述の固定軸３６が挿通する
ように構成する。

［作用］ このように構成された試験機１１において、自
己潤滑製保持器材の評価試験を行う場合の操作は
次の通りである。

まず評価試験の対象である固体潤滑材からなる
保持器材試験片１５をチヤツク３３に取付け、垂
錘３２及び垂錘３８を調整して上部試験片１３と
下部試験片１４との接触負荷及び上部試験片１３
と保持器材試験片１５との接触負荷を決定し、次
にモータ２３及びモータ３０を回転させる。これ
により上部試験片１３と下部試験片１４は回転
し、上部試験片１３は接触している保持器材試験
片１５から固体潤滑材を削り取り、これを同じく
上部試験片１３と接触している下部試験片１４に
移着させる。

保持器材試験片１５と上部試験片１３との間の
摩擦力は直動回転軸受の回転角をロードセル３７
により検出することによつて行い、また、保持器
材試験片１５の摩耗量は直動回転軸受３５の固定
軸３６方向の直線変位を変位検出器３９で検出す
ることによつて検出、測定される。移着した固体
潤滑材の耐荷重能と寿命は固定スピンドル１６と
可動スピンドル２４の振動を振動計２２及び振動
計２９によつて検出して測定される。

(ハ) 発明の効果 このように、この発明の試験機においては、転
がり軸受の接触を忠実にシユミレートすることが
でき、保持器材と転動体の滑り接触下における摩
擦と摩耗及び転がり接触下における保持器から移
着した固体潤滑材膜の耐荷重能並びにその寿命を
同時にかつ系統的に測定評価することができ、高
温など特殊環境に用いられる軸受の保持器材の開
発を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はこの発明の一実施例に係わ
る試験機を示すもので、第１図は正面説明図、第
２図は側面説明図、第３図は平面説明図である。
第４図は転がり軸受を示す断面部分説明図、及び
第５図は直動回転軸受を示す縦断面説明図であ
る。 １……転がり軸受、２，３……軌道輪、４……
保持器、５……転動体、１１……試験機、１２…
…平面、１３……上部試験片、１４……下部試験
片、１５……保持器材試験片、１６……固定スピ
ンドル、１７……接触面、１８……軸受、２１…
…ハウジング、２２……振動計、２３……モー
タ、２４……可動スピンドル、２５……軸受、２
６……ハウジング、２７……第１の負荷装置、２
８……負荷レバー、３０……モータ、３１……支
点、３２……垂錘、３３……チヤツク、３４……
腕、３５……直動回転軸受、３６……固定軸、３
７……ロードセル、３８……垂錘、３９……変位
検出器、４１……温度雰囲気調整装置、５１……
直動転がり軸受、５２……回転転がり軸受、５３
……内輪、５４……外輪、５５……転動体、５６
……直動転がり軸受の外輪、５７……ハウジン
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 仮想の平面に垂直で前記平面に平行な方向に
   直線変位可能な可動スピンドルに支持されて前記
   平面内で回転可能な下部試験片と、前記平面に垂
   直な固定スピンドルに支持されて前記平面内で回
   転可能な上部試験片と、前記平面に平行な方向に
   直線変位して前記上部試験片に接離可能でありか
   つ前記平面に平行な回転軸に関して回転変位可能
   な保持器試験片と、前記可動スピンドルを介して
   前記下部試験片に前記上部試験片との間の接触負
   荷を与える第１の負荷装置と、前記可動スピンド
   ルを回転させる原動機と、前記固定スピンドルと
   前記可動スピンドルの振動を検出する振動計と、
   前記固定スピンドルを回転させる原動機と、前記
   保持器試験片の前記回転軸に沿つた直線変位を検
   出する検出器と、前記保持器試験片の前記回転軸
   に関する前記回転変位を検出する回転変位検出器
   と、及び前記保持器試験片に前記上部試験片との
   間の接触負荷を与える第２の負荷装置と、を備え
   ることを特徴とする転がり軸受保持器材評価試験
   機。