JPS6328262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、軸受の寿命試験装置、詳しくはラ
ジアル荷重、またはラジアル荷重とスラスト荷重
との合成荷重を負荷して軸受の寿命を求める試験
装置に関する。

（従来の技術および問題点） 従来のこの種の寿命試験装置として、例えば日
本学術振興会第126委員会で開発された学振型玉
軸受試験装置で代表されるラジアル荷重のみを負
荷して軸受寿命を求めるもの（潤滑ハンドブツク
（社団法人日本潤滑学会編、昭和45年４月20日第
１版発行発行所 株式会社養賢堂）の第792頁参
照）、またはテイムケン型荷重試験装置のように、
ラジアルおよびスラストの両荷重を同時に負荷す
るようになつたもの（軸受・潤滑便覧（軸受・潤
滑便覧編集委員会編、昭和36年６月30日発行、発
行所日刊工業新聞社）の第832頁参照）、或いはス
ラスト荷重のみを負荷するもの等が知られてい
る。

ラジアル荷重のみを負荷するようになつた試験
装置には、学振型玉軸受試験装置のように、試験
軸受の内輪に対し外輪の姿勢の調整を可能とした
ものがあるが、これはスラスト荷重を同時に負荷
することができない。

ラジアル荷重とスラスト荷重の合成荷重を負荷
するようになつたもの、及びスラスト荷重のみを
負荷するものは、いずれも１台の試験装置に２個
の試験軸受を組込み、一方の軸受の外輪にスラス
ト方向の押圧力を働かせ、その内輪と、該内輪を
支持する回転軸（または同効の部材、たとえばス
リーブ）とを介して他方の軸受の内輪にスラスト
荷重を伝達するものであつて、内外輪の相対する
姿勢の調整ができない。

ところで軸受の寿命には、内輪に対する外輪の
相対位置および傾きが大きく影響し、試験装置の
精度をいかに高精度とし、その剛性を高く構成し
たところで、試験軸受の精度や、荷重を負荷する
ことにより発生する内外輪の相対的な傾きに対す
る内輪または外輪の姿勢が調整されない限り、真
の軸受寿命を求めることができない。

このような観点から本願出願人等は、先に特願
昭55−35623号（特開昭56−13539号）に示す如
く、試験軸受の内輪に対し、ラジアル荷重、また
はラジアル荷重とスラスト荷重の合成荷重の負荷
状態において、外輪姿勢を自動的に調整し得ると
共に、手動的にも外輪姿勢の任意の調整を可能と
した寿命試験装置を提案した。これは、前記手動
調整において、内輪に対する外輪の傾き調整を、
内輪の駆動軸とは無関係の台座、固定スタンド等
の固定物を利用して実施し、該固定物に対して外
輪を固定する。

ところでこのように、試験軸受の外輪を、駆動
軸とは無関係の固定物に固定した場合、軸受運転
時の発熱によつて軸が熱膨脹を起こしたときに、
この調整固定装置が外輪の軸方向の動きを阻止す
るために、軸の熱膨脹によつて軸方向に移動しよ
うとする試験軸受に過大な軸方向荷重が発生し、
軸受寿命試験機の生命である荷重条件の安定が損
なわれるばかりか、軸受の焼付き等の破損につな
がりかねないという問題が生じた。

この発明は、ラジアル荷重、スラスト荷重また
はラジアル荷重とスラスト荷重の合成荷重のそれ
ぞれの負荷状態における自動的な外輪姿勢の調整
機能を有すると共に、前記の如き手動による外輪
姿勢の調整を行うも、軸の熱膨脹等に起因する軸
受（外輪を含めた）の軸方向移動を許容して、常
に安定した荷重条件下における軸受の寿命試験を
可能となし、真の軸受の寿命を正確に求め得る試
験装置とすることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、本発明の軸受寿命試験装置は試験
軸受の内輪を保持して回転させる駆動軸と、外輪
を保持する軸受箱とを備えた軸受寿命試験装置に
おいて、軸受箱を駆動軸の軸線に直交する水平軸
回りで回動自在に支持する負荷枠を設け、該負荷
枠を、試験軸受に駆動軸の軸線に直交する鉛直軸
方向のラジアル荷重を負荷するラジアル荷重負荷
機構と、駆動軸方向の引張り力としてスラスト荷
重を負荷するスラスト荷重負荷機構のそれぞれ
に、駆動軸の軸線に直交する鉛直軸回りで回動自
在に連結し、スラスト荷重負荷機構は、駆動軸の
膨脹を逃がして、試験軸受に設定以上の荷重が作
用するのを防止する設定荷重保持手段を備え、負
荷枠をスラスト荷重負荷機構に連結すべく負荷枠
の上下に配置して枢着した連結ロツドに、駆動軸
方向において負荷枠に対向する調整枠を固設し
て、調整枠と負荷枠との間に、試験軸受の内外輪
の相対的傾きを鉛直軸回りで調整しうる第１の傾
き調整手段を設け、軸受箱の上下に、駆動軸方向
において負荷枠に対向するブラケツトをそれぞれ
固設して、各ブラケツトと負荷枠との間に、試験
軸受の内外輪の相対的傾きを水平軸回りで調整し
うる第２の傾き調整手段を設けたことを特徴とす
る。

第１の傾き調整手段は、例えば、調整枠の左右
両側に螺合して負荷枠前面に当接する１対の調整
ねじにより構成され、また、第２の傾き調整手段
は、例えば上下のブラケツトにそれぞれ螺合して
負荷枠前面に当接する一対の調整ねじにより構成
される。この場合、上記各調整ねじの先端は半球
面とされるのが好ましい。

（作用） ラジアル荷重負荷機構とスラスト荷重負荷機構
の引張り方向の力により、前記ラジアルおよび荷
重負荷機構のそれぞれに連結された負荷枠を、試
験軸受の内輪を回転保持する駆動軸の軸線に直交
する鉛直軸回りに揺動させ、同じく負荷枠に支持
された軸受箱を駆動軸の軸線に直交する水平軸回
りで移動させることにより、外輪を内輪に対して
その姿勢を自動的に倣わせる。

また、第１の傾き調整手段により負荷枠を鉛直
軸回りに揺動させて、外輪の鉛直軸回りの調整を
手動で行う一方、第２の傾き調整手段により軸受
箱を水平軸回りに揺動させて、外輪の水平軸回り
の調整を手動で行う。

さらに、スラスト荷重負荷機構は設定荷重保持
手段を備えており、試験中における軸受の発熱等
により駆動軸が膨脹しても、この膨脹による試験
軸受の軸方向移動はスラスト設定荷重を変化する
ことなく許容される。

（実施例） 第１図はこの発明を模型的に示す説明図であつ
て、試験軸受１の内輪を、図示しない電動機によ
り駆動される駆動軸２の軸端部に嵌着固定し、外
輪を軸受箱３内に、第３図に示す如くスリーブ
４、シム４ａ等を介して取付け固定的に保持す
る。軸受箱３を、駆動軸２の軸線Ｘに直交する水
平軸Ｈ上に位置する左右の針状コロ軸受５を介し
て負荷枠６に突設した軸６ｃに、水平軸Ｈ回りで
回動自在に支持される。

負荷枠６は、その上方に延びる連結枠部６ａを
有し、駆動軸２の軸線Ｘに直交する鉛直軸Ｖ回り
で回動するスラスト玉軸受７を介してラジアル荷
重負荷機構Ｒに連結し、鉛直軸Ｖ回りにおいて回
動自在とする。負荷枠６の上下に、鉛直軸Ｖ上に
位置する軸６ｂを突設して、針状コロ軸受８及び
連結ロツド９を介してスラスト荷重負荷機構Ｔに
連結する。１０は駆動軸２の軸受装置である。

第２図以下はこの発明の一実施例を具体化して
示す図であつて、第１図と同一の部分には同一の
符号を付してある。

ラジアル荷重負荷機構Ｒは、ラジアル荷重発生
用油圧シリンダ１１、該シリンダ１１のロツド１
２に連結した上部緩衝板１３、スラスト玉軸受７
を着座させた下部緩衝板１４、および上下の緩衝
板１３，１４を連結する４本のタイロツド１５を
有し、スラスト玉軸受７上に、荷重変換器１６を
介して負荷枠６の連結枠部６ａを載設することに
より、試験軸受１に対してラジアル荷重を鉛直軸
Ｖ上方への引張り力として作用させる。スラスト
玉軸受７は、負荷枠６を鉛直軸Ｖ回りにおいて自
由に回動させるためのものであり、荷重変換器１
２は、ラジアル荷重の大きさを電気出力に変換し
て、図示しない計測盤中の記録計に入力する。記
録計は前記電気出力を記録すると共にデイジタル
メータに表示する。ラジアル荷重の設定は、油圧
シリンダ１１の圧力を図示しない減圧弁で調整す
ることにより、油圧シリンダ１１の最大出力範囲
内の任意の大きさに設定しうる。

スラスト荷重負荷機構Ｔは、スラスト荷重発生
用油圧シリンダ１７のロツド１８に荷重変換器１
９を取付け、油圧シリンダ１７の出力を荷重変換
器１９を介して、試験装置の鉛直軸方向に固定し
た支点軸２０に枢支したレバー２１に伝達する。
レバー２１は第７図に示すように、その作用腕２
１ａの先端部を二又腕に構成して、駆動軸２の上
下に配置した連結ロツド９のそれぞれに係合し、
油圧シリンダ１７の出力方向を逆向きに変換して
伝達すべくなし、試験軸受１に対して、スラスト
荷重を駆動軸２の軸線Ｘに沿つた引張り方向の力
として作用させる。スラスト荷重は、油圧シリン
ダ１７の圧力を図示しない減圧弁で調整すること
により、油圧シリンダ１７の最大出力範囲内の任
意の大きさに設定できる。このようにして設定さ
れたスラスト荷重は、スラスト荷重負荷機構Ｔに
設けられた設定荷重保持手段によりその設定値を
保持される。

該設定荷重保持手段は、具体的には油圧シリン
ダ１７の油圧回路中に設けられた従来周知の構造
である。すなわち、油圧シリンダ１７と図示しな
い油圧タンクとを含む油圧回路中には、温度変化
に伴う油の膨脹、収縮を紡止するための油温コン
トローラ、およびガス封入式の定圧アキユームレ
ーターが配置されており、これにより、上記スラ
スト荷重の設定値以上の軸方向作用力が駆動軸
２、試験軸受等に作用すると、油圧シリンダ１７
のロツドが設定値以上の軸方向作用力で移動し
て、設定荷重が変化することはない。荷重変換器
１９は、スラスト荷重の大きさを電気出力に変換
して図示しない計測盤中の記録計に入力し、記録
計はその出力を記録すると共にデイジタルメータ
に表示する。

なおラジアル荷重負荷機構Ｒは、油圧シリンダ
１１をフレーム２２上において、駆動軸２の軸方
向に移動可能に支持し、フレーム２２上に取付け
たシリンダシフトハンドル２３により油圧シリン
ダ１１の位置の調整を可能としてあり、スラスト
荷重負荷機構Ｔのレバー２１の二又部が連結ロツ
ド９に係合する係合面２１ｂを図示の如き弧面に
形成して、スラスト荷重が駆動軸２の軸線Ｘ方向
に正しく作用するように構成してある。

以上において試験軸受１の姿勢の調整は、内輪
と外輪の相対的傾きの調整であり、軸受中心に対
し、その軸線Ｘに直交する鉛直軸Ｖ回りと水平軸
Ｈ回りに２つの調整を行うことで決定される。

そこでラジアル荷重に対する鉛直軸Ｖ回りの軸
受姿勢の調整は、荷重線上のスラスト玉軸受７に
よつて、ラジアル荷重の負荷状態で外輪を鉛直軸
Ｖ回りに内輪に倣つて自動的に回動させ、同じく
水平軸Ｈ回りの調整は、負荷枠６に軸受箱３を支
持させる針状コロ軸受５により、外輪を水平軸Ｈ
回りに内輪に倣つて自動的に回動させる。

ラジアル荷重の負荷中心の調整は、シム４ａや
シリンダシフトハンドル２３により油圧シリンダ
１１と共にラジアル荷重負荷機構Ｒを駆動軸２の
軸方向に移動させることにより実施し、試験軸受
１の荷重作用点上に合わせる。

スラスト荷重に対する鉛直軸Ｖ回りの軸受姿勢
の調整は、負荷枠６と連結ロツド９との連結部に
おける針状コロ軸受８によつて、スラスト荷重の
負荷状態で外輪を鉛直軸Ｖ回りに内輪に倣つて自
動的に回動させ、同じく水平軸Ｈ回りの調整は、
負荷枠６に軸受箱３を支持させる針状コロ軸受５
により、外輪を水平軸Ｈ回りに内輪に倣つて自動
的に回動させる。

以上は、ラジアル荷重、ラジアル荷重とスラス
ト荷重の合成荷重、或いはスラスト荷重の負荷状
態において、軸受姿勢を自動的に調整する場合で
あるが、この発明はさらに、内輪姿勢に対する外
輪姿勢、すなわち外輪の傾きがゼロから任意の角
度範囲まで、手動的に調整して軸受の寿命試験を
行うことを可能とする。

すなわち負荷枠６の上下に針状コロ軸受８を介
して連結した連結ロツド９の前端に、負荷枠６の
前面に位置して駆動軸２の軸方向において負荷枠
６と対向する調整枠２４を設け、調整枠２４と負
荷枠６との間に、試験軸受の内外輪の相対的傾き
を鉛直軸Ｖ回りで調整しうる第１の傾き調整手段
を設ける。第１の傾き調整手段は、調整枠２４の
左右にそれぞれ調整ねじ２５を螺合して、各調整
ねじ２５の先端を負荷枠６の左右前面に当接させ
る。なお負荷枠６に当接する調整ねじ２５の先端
は半球面に形成して、負荷枠６への接触をどのよ
うな傾き状態でも確実に行わせる。

一方、負荷枠６に水平軸Ｈ回りで回動自在に支
持した軸受箱３の上下に、負荷枠６の前面に位置
して駆動軸２の軸方向において負荷枠６と対向す
るブラケツト２６を固設し、ブラケツト２６と負
荷枠６との間に、試験軸受１の内外輪の相対的傾
きを水平軸Ｈ回りで調整しうる第２の傾き調整手
段を設ける。第２の傾き調整手段は、ブラケツト
２６に調整ねじ２７を螺合してその先端を負荷枠
６の上下の前面にそれぞれ当接させる。調整ねじ
２７の先端は前記同様に半球面とする。

内輪に対する外輪の鉛直軸Ｖ回りの手動的調整
は、調整ねじ２５を回動して行う。すなわち一方
の調整ねじ２５を弛めてその先端を負荷枠６の前
面から離れさせ、他方の調整ねじ２５を締めつけ
れば、調整枠２４に対する負荷枠６の相対位置が
鉛直軸Ｖ回りにおいて変化する。負荷枠６は軸受
箱３を水平軸Ｈ回りにのみ回動自在に保持してお
り、従つて負荷枠６の鉛直軸Ｖ回りの回動は、軸
受箱３に保持する外輪を同様に回動させて内輪に
対する傾きを変化する。

内輪に対する外輪姿勢の水平軸Ｈ回りの手動的
調整は、調整ねじ２７を回動して行う。すなわち
一方の調整ねじ２７を弛めてその先端を負荷枠６
の前面から離れさせ、他方の調整ねじ２７を締め
つければ、その先端が負荷枠６の前面を押すため
に、負荷枠６に水平軸Ｈ回りに回動自在に支持し
た軸受箱３が回動して内輪に対する外輪の傾きを
変化する。

以上のようにして鉛直軸Ｖ回り及び水平軸Ｈ回
りにおける外輪の傾きを任意に調整した後、各調
整ねじ２５，２７により、調整枠２４と負荷枠６
との相対間隔、および軸受箱３（ブラケツト２
６）と負荷枠６との相対間隔を固定することによ
つて、外輪を任意の傾きに固定することができ
る。

すなわち内輪と外輪との相対的傾きをゼロから
任意の角度範囲まで手動的に調整することが可能
となり、例えば軸受の使用条件に適応した内外輪
の相対的傾きをもつて軸受の寿命試験を実施する
ことが可能となる。また手動的傾き調整を必要と
しないときは、各調整ねじ２５，２７を弛めてそ
の先端を負荷枠６から離しておけばよい。

（発明の効果） この発明は以上のように、内外輪の相対的姿勢
の調整を、自動的にも手動的にも任意に実施する
ことが可能であつて、軸受の使用条件に最も適合
した形でその寿命試験を実施し得るものである。
また、スラスト荷重負荷機構が設定荷重保持手段
を備えているから、試験中における軸受の発熱等
に起因して駆動軸が膨脹し、試験軸受が軸方向に
移動させられるような事態が生じ、このとき試験
軸受の外輪が内輪に対する傾きを手動的傾き調整
手段で規制されていても、該傾きを規制する第１
の傾き調整手段は、連結ロツド先端に固定した調
整枠に支持されているので、試験軸受の軸方向移
動力が、連結ロツドを介してスラスト荷重負荷用
油圧シリンダに作用し、該シリンダが設定圧力以
上の前記移動力によつてそのロツドを逃がすため
に、試験軸受の軸方向移動を設定荷重を変化する
ことなく許容し、無理な軸方向荷重が発生すると
いうような不都合を解消する。また第２の傾き調
整手段は、駆動軸上の軸受箱と負荷枠との間に設
けるものであるから、駆動軸の膨脹には何ら影響
されることがない。

この発明は、以上のように駆動軸の熱膨脹等に
よつて、軸受負荷が変化するようなことがなく、
負荷条件を安定させて正確な軸受寿命を求めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を模型的に示す説明図、第２
図は実施例の正面図、第３図は一部を縦断して示
す側面図、第４図は第２図のＡ部の拡大断面図、
第５図は要部の側面図、第６図はスラスト荷重負
荷機構部の平面図、第７図は同背面図である。 １……試験軸受、２……駆動軸、３……軸受
箱、５，８……針状コロ軸受、７……スラスト玉
軸受、９……連結ロツド、１１，１７……油圧シ
リンダ、１６，１９……荷重変換器、２４……調
整枠、２６……ブラケツト、２５，２７……調整
ねじ、Ｒ……ラジアル荷重負荷機構、Ｔ……スラ
スト荷重負荷機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試験軸受の内輪を保持して回転させる駆動軸
   と、外輪を保持する軸受箱とを備えた軸受寿命試
   験装置において、 軸受箱を駆動軸の軸線に直交する水平軸回りで
   回動自在に支持する負荷枠を設け、 該負荷枠を、試験軸受に駆動軸の軸線に直交す
   る鉛直軸方向のラジアル荷重を負荷するラジアル
   荷重負荷機構と、駆動軸方向の引張り力としてス
   ラスト荷重を負荷するスラスト荷重負荷機構のそ
   れぞれに、駆動軸の軸線に直交する鉛直軸回りで
   回動自在に連結し、 スラスト荷重負荷機構は、駆動軸の膨脹を逃が
   して、試験軸受に設定以上の荷重が作用するのを
   防止する設定荷重保持手段を備え、 負荷枠をスラスト荷重負荷機構に連結すべく負
   荷枠の上下に配置して枢着した連結ロツドに、駆
   動軸方向において負荷枠に対向する調整枠を固設
   して、 調整枠と負荷枠との間に、試験軸受の内外輪の
   相対的傾きを鉛直軸回りで調整しうる第１の傾き
   調整手段を設け、 軸受箱の上下に、駆動軸方向において負荷枠に
   対向するブラケツトをそれぞれ固設して、 各ブラケツトと負荷枠との間に、試験軸受の内
   外輪の相対的傾きを水平軸回りで調整しうる第２
   の傾き調整手段を設けたことを特徴とする軸受寿
   命試験装置。 ２ 第１の傾き調整手段を、調整枠の左右両側に
   螺合して負荷枠前面に当接する１対の調整ねじに
   より構成した特許請求の範囲１記載の軸受寿命試
   験装置。 ３ 第２の傾き調整手段を、上下のブラケツトに
   それぞれ螺合して負荷枠前面に当接する一対の調
   整ねじにより構成した特許請求の範囲２記載の軸
   受寿命試験装置。 ４ 負荷枠前面に当接する各調整ねじの先端を半
   球面とした特許請求の範囲２または３記載の軸受
   寿命試験装置。