JP3804233B2

JP3804233B2 - 玉軸受の検査方法および検査装置

Info

Publication number: JP3804233B2
Application number: JP32965097A
Authority: JP
Inventors: 忠一佐藤; 博之松▲崎▼
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JPH10197403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査玉軸受の内輪と外輪との相対的な回転に伴い被検査玉軸受から発生する振動、音圧などの物理量を測定し、該測定の結果に基づき玉軸受を検査する玉軸受の検査方法および検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、玉軸受は、外周面に溝が形成され、回転する機械部品の軸に固定される内輪と、内周面に溝が形成され、軸受け部に固定される外輪と、内輪の溝と外輪の溝との間に組み込まれている複数の鋼球またはセラミックス等からなる球形の転動体を主な構成部品として構成されている。
【０００３】
この転動体として鋼球が組み込まれている玉軸受を例にその検査方法について説明する。
【０００４】
この玉軸受が組み立てられると、この玉軸受単体はその品質の良否を総合的に判別するための検査工程に渡される。この検査工程では、被検査玉軸受の内輪をその軸心を中心に回転する基準回転軸に取り付け、該被検査玉軸受の外輪にその軸心方向に予圧をかけながら前記基準回転軸を回転させることによって前記内輪を前記外輪に対し相対的に回転させ、前記内輪と前記外輪との相対的な回転に伴い前記被検査玉軸受から発生する振動、音圧などの物理量を測定し、該測定の結果に基づき前記被検査玉軸受の品質の良否を判別する方法により、検査を行う。
【０００５】
次に、上述の検査方法およびその方法を実施するための玉軸受の検査装置について図４および図５を参照しながら具体的に説明する。図４は従来の玉軸受の検査装置の主要部を示す構成図、図５は図４の検査装置により検査されている玉軸受の鋼球の自転運動および公転運動の様子を模式的に示す図である。
【０００６】
従来の玉軸受の検査装置は、図４に示すように、ベース５０を備え、該ベース５０には、被検査玉軸受４の内輪４ｂを回転させるための軸受回転手段と、被検査玉軸受４の外輪４ａに予圧を付与するための予圧付与手段とが搭載されている。
【０００７】
軸受回転手段はスピンドル３０を有し、該スピンドル３０には、基準回転軸を成すスピンドル回転軸１が設けられている。スピンドル回転軸１は、複数のラジアルベアリング３１および複数のスラストベアリング３２で支持され、各ラジアルベアリング３１および各スラストベアリング３２はエア静圧ベアリングからなる。スピンドル回転軸１の一端は被検査玉軸受４の内輪４ｂを取付可能に構成されている。スピンドル回転軸１の他端にはプーリー３６が取り付けられている。スピンドル回転軸１は回転駆動モータ３４の駆動力によって回転され、回転駆動モータ３４の駆動力は、該モータの出力軸に取り付けれられたプーリー３８と、該プーリー３８とプーリー３６とに掛け渡されたベルト３７とにより、スピンドル回転軸１に伝達される。
【０００８】
予圧付与手段は、ベッド５０上をスピンドル回転軸１の軸線方向に沿って移動可能な予圧スライダー２３を有し、予圧スライダー２３にはナット２４ａが固定されている。ナット２４ａにはオネジ２５が螺合され、オネジ２５はその軸線周りに回転可能にオネジ支持部２６に支持されている。オネジ２５は予圧駆動モータ２７により回転され、オネジ２５の回転に伴い予圧スライダー２３はスピンドル回転軸１の軸線方向に沿って移動される。予圧スライダー２３のスピンドル回転軸１に対向する面には、弾性部材としての予圧ばね６の一端が固定され、予圧ばね６の他端には予圧リング２２が取り付けられている。なお、弾性部材としては図４に示す予圧ばね６の他、環状の硬質ゴムなどとし、その両端を予圧スライダー２３および予圧リング２２に固定する構成や、複数のばねを予圧スライダー２３と予圧リング２２との対向面間に保持させる構成などとしてもよい。予圧リング２２は予圧スライダー２３の移動により予圧ばね６のばね力に抗しながら被検査玉軸受４の外輪４ａに突き当てられ、被検査玉軸受４の外輪４ａに付与される予圧は予圧スライダー２３の移動位置と各予圧ばね６のばね定数とに応じて決定される。
【０００９】
被検査玉軸受４の回転中すなわち内輪４ｂが外輪４ａに対し相対的に回転している最中に被検査玉軸受４から発生する振動の測定には、外輪４ａに直接接触されるコンバータ４０等からなる振動測定装置が用いられ、該コンバータ４０により振動が電気信号に変換され、不図示の測定装置本体にこの電気信号が入力される。前記コンバータ４０と外輪４ａとの相対的な位置決めは、コンバータ位置調整スライダー４１によりコンバータ４０の位置を調整することによって行われる。また、被検査玉軸受４から発生する音圧を測定するときには、被検査玉軸受４から所定の間隔をおいて保持されたマイクロホン４２等からなる音圧測定装置が用いられる。
【００１０】
次に、上述の検査装置を用いた検査手順について説明する。
【００１１】
まず、被検査玉軸受４の内輪４ｂがスピンドル回転軸１の一端に取り付けられる。次いで、予圧スライダー２３を所定位置に移動させて被検査玉軸受４の外輪４ａに予圧リング２２を突き当てることによって外輪４ａにその軸心方向に所定の予圧がかけられる。
【００１２】
次に、外輪４ａに所定の予圧がかけられると、スピンドル回転軸１が回転駆動モータ３４により回転され、内輪４ｂは外輪４ａに対し相対的に回転する。この回転に伴い内輪４ｂの溝と外輪４ａの溝との間に保持されている各鋼球３は、図５に示すように、外輪４ａにかけられている予圧により内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対し接触角αを成すようにＡo ，Ａi 点で接触しながら、各接触点Ａo ，Ａi を結ぶ直線に直交する軸Ｂを自転軸として自転しかつスピンドル回転軸１の軸線を中心に公転する。
【００１３】
この回転状態において被検査玉軸受４から発生する振動または音圧が測定され、その測定結果に基づき被検査玉軸受４の品質の良否が判別される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の検査方法では、各鋼球３が外輪４ａにかけられている予圧により内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対し接触角αを成すようにＡo ，Ａi 点で接触しながら軸Ｂを自転軸として自転するので、鋼球３の内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対する接触領域は、軸Ｂを南北極とする赤道に相当する大円を挟む微小幅の領域に特定され、各鋼球３の全表面積の数％の表面積に対する測定結果しか得られないことになる。従って、鋼球３の仕上げ精度、表面の傷の有無を鋼球３の全表面積に亘り検査することはできず、被検査玉軸受４に対し十分な品質保証を得るための高い検査精度で検査を実施することは難しい。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するため、被検査玉軸受に対し十分な品質保証を得るための検査精度を格段に向上させることができる玉軸受の検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査玉軸受の内輪をその軸心を中心に回転する基準回転軸に取り付け、該被検査玉軸受の外輪にその軸心方向に予圧をかけながら前記基準回転軸を回転させることによって前記内輪を前記外輪に対し相対的に回転させ、前記内輪と前記外輪との相対的な回転に伴い前記被検査玉軸受から発生する振動、音圧などの物理量を測定し、該測定の結果に基づき前記玉軸受を検査する玉軸受の検査方法において、前記内輪の溝と前記外輪の溝との間に保持されている各転動体に、前記基準回転軸と同軸に回転する回転体に形成された突当部位を突き当て、前記外輪に前記予圧をかけながら前記基準回転軸を回転させるとともに、前記各転動体がスキュー運動するように前記回転体の回転速度を可変制御しながら前記回転体を回転させ、前記各転動体が前記スキュー運動している状態で前記被検査玉軸受から発生する前記物理量を測定することを特徴とする玉軸受の検査方法を提供する。
上記検査方法において、前記回転体の回転速度を周期的に変化するように制御することが好ましい。
また、本発明は、内輪と外輪と両者間に介在する複数の球形の転動体とからなる被検査玉軸受の前記内輪が取り付けられる基準回転軸と、該基準回転軸を回転させることにより前記内輪を回転させるモータと、前記被検査玉軸受の前記外輪に予圧を付与する予圧リングとを備えた玉軸受の検査装置において、前記基準回転軸の軸線方向に移動自在に設けられ、一端部が前記複数の転動体に突き当てられる突当部位とされた回転体を有するスキュー駆動手段を備えたことを特徴とする玉軸受の検査装置を提供する。
上記検査装置において、前記スキュー駆動手段は、前記回転体を前記基準回転軸と同軸に回転させるスキュー駆動モータと、該スキュー駆動モータによる前記回転体の回転速度が周期的に変化するように制御するモータコントローラとを備えることが好ましい。
【００１７】
本発明の玉軸受の検査方法では、内輪の溝と外輪の溝との間に保持されている各転動体に、基準回転軸と同軸に回転する回転体に形成された突当部位を突き当て、外輪に予圧をかけながら基準回転軸を回転させるとともに、各転動体が突当部位によりスキュー運動するように回転体の回転速度を可変制御しながら回転体を回転させる。この場合、各転動体の自転運動は、基準回転軸の回転による自転の成分と、回転体の突当部位を介して伝達される回転体の回転による自転の成分を合成したものとなる。ここで、回転体の回転による自転の成分とは、すなわち、基準回転軸の回転中心軸線に垂直でかつこの回転中心軸線上の１点と転動体の中心とを通る軸線を自転軸とする自転の成分である。従って、回転体の回転速度を可変制御することによって回転体の回転速度が変動し、この回転体の回転速度の変動に伴い各転動体の自転運動の自転軸が変動することになる。すなわち、各転動体がスキュー運動することになる。
【００１８】
このように、各転動体に回転体の突当部位を突き当て回転体を回転させるという直接的な方法で各転動体にスキュー運動を付与するので、各転動体の全てに対し確実にスキュー運動を付与することができる。また、各転動体に回転体の突当部位を同時に突き当てることにより、各転動体の全てに対し確実にかつ同時にスキュー運動を付与することができる。
【００１９】
この転動体のスキュー運動により、転動体と内輪および外輪との接触点の軌跡を転動体表面上で徐々にずらすことができ、転動体と内輪および外輪との接触点の軌跡が従来のように微小幅の領域に限定されることなく、転動体表面上において転動体の内輪および外輪に対して接触する点が格段に広い領域に短時間で亘ることになる。
【００２０】
よって、各転動体がスキュー運動している状態で被検査玉軸受から発生する物理量を測定するので、その測定結果には転動体表面のほぼ全領域における内、外輪の各溝との接触状態の測定結果が含まれ、転動体の仕上げ精度、表面の傷の有無を転動体の全表面積に亘り検査することができる。
【００２１】
特に、回転体に与える回転速度を例えば正弦波状に変化させるなど周期的に変動させ、かつその周期を基準回転軸の回転により付与される転動体の自転周期より僅かに大きくまたは小さくすることにより、１回の自転毎に転動体の内、外輪との接触点が規則的に少しずつずれるような軌跡を描くことになる。従って、転動体がこのようなスキュー運動している状態で測定を行うので、転動体の全表面をむらなく着実に内、外輪と接触させることができ、短時間でさらに信頼性が高い検査結果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
【００２３】
（実施の第１形態）
図１は本発明の玉軸受の検査方法の実施の第１形態に用いられる検査装置の主要部を示す構成図である。
【００２４】
玉軸受の検査装置は、図１に示すように、被検査玉軸受４の内輪４ｂを回転させるための軸受回転手段と、被検査玉軸受４の外輪４ａに予圧を付与するための予圧付与手段と、内、外輪４ｂ，４ａの各溝の間に組み込まれている鋼球３をスキュー運動をさせるためのスキュー駆動手段とを備え、軸受回転手段、予圧付与手段およびスキュー駆動手段はベッド（図示せず）に搭載されている。なお、本実施の形態では、被検査玉軸受として鋼球３が保持器２で保持されている被検査玉軸受４を例に説明する。
【００２５】
軸受回転手段は、図４に示す検査装置の軸受回転手段と同様の構成を有し、スピンドル回転軸１は回転駆動モータからプーリー、ベルトを介して伝達される駆動力により回転され、スピンドル回転軸１の一端には被検査玉軸受４の内輪４ｂが取り付けられる。
【００２６】
予圧付与手段は、ベッド上をスピンドル回転軸１の軸線方向に沿って移動可能な予圧スライダー８を有し、予圧スライダー８は、それに固定されているナットに螺合するオネジを予圧駆動モータにより回転させることによって、スピンドル回転軸１の軸線方向に沿って移動される。予圧スライダー８のスピンドル回転軸１に対向する面には、弾性部材としての予圧ばね６の一端が固定され、予圧ばね６の他端には予圧リング５が取り付けられている。なお、弾性部材としては図３に示す予圧ばね６の他、環状の硬質ゴムなどとし、その両端を予圧スライダー２３および予圧リング２２に固定する構成や、複数のばねを予圧スライダー２３と予圧リング２２との対向面間に保持させる構成などとしてもよい。予圧リング５は予圧スライダ８の移動により予圧ばね６のばね力に抗しながら被検査玉軸受４の外輪４ａに突き当てられ、この予圧リング５の突き当てにより被検査玉軸受４の外輪４ａに付与される予圧は予圧スライダー８の移動位置と予圧ばね６のばね定数とに応じて決定される。
【００２７】
スキュー駆動手段は、スピンドル回転軸１と同軸上に伸びかつ予圧スライダー８の内部を貫通するスキュー駆動軸７を有する。スキュー駆動軸７の一端は予圧スライダー８からスピンドル回転軸１側に向けて突出し、該一端には各鋼球３に突き当て可能な突当部位７ｃが形成されている。突当部位７ｃを構成する材質としては、鋼球３との突き当てにより鋼球３の表面を傷つけるなどの恐れがない材質が要求されるとともに、突当部位７ｃと鋼球３との接触により生じる摩耗粉が軸受内に侵入することを防止するために、この摩耗粉の発生がないような材質が要求され、突当部位７ｃをテフロン（登録商標）、ナイロンなどの樹脂材で構成することが好ましい。スキュー駆動軸７の他端は予圧スライダー８からスピンドル回転軸１と逆側に向けて突出し、該他端には、ロックナット７ｂによりプーリー１２が取り付けられている。スキュー駆動軸７の途中部位にはフランジ部７ａが形成され、フランジ部７ａは予圧スライダー８の内部に形成されたシリンダ８ｂに収容されている。フランジ部７ａはシリンダ８ｂに対しピストンとして機能し、フランジ部７ａは、シリンダ８ｂと共働してシリンダ８ｂに空圧回路（図示せず）からエア通路８ｃまたはエア通路８ｄを介して供給される加圧エアによりフランジ部７ａを移動させるピストン・シリンダ機構を構成する。
【００２８】
スキュー駆動軸７は、予圧スライダー８内部に形成されたエアベアリング８ａ（静圧ラジアルベアリング）により回転可能かつ往復運動可能に支持されている。エアベアリング８ａはエア入り口および複数のエア逃げ溝により構成されている。スキュー駆動軸７は、該軸の他端に取り付けられているプーリー１２にベルト１１を介して伝達されるスキュー駆動モータ９からの駆動力により回転される。スキュー駆動モータ９の出力軸にはベルト１１が掛け渡されているプーリー１０が取り付けられている。スキュー駆動モータ９の駆動制御はモータコントローラ１３により行われ、このモータコントローラ１３は、スキュー駆動軸７の突当部位７ｃとの接触により鋼球３がスキュー運動するようにスキュー駆動軸７の回転速度すなわちスキュー駆動モータ９の回転速度を制御しながらスキュー駆動モータ９の駆動制御行う。この回転速度制御では、具体的には、一定回転速度成分（例えば鋼球３の公転速度と等しい速度）にサイン関数で示される波形状に変化する変化速度成分を重畳した速度にスキュー駆動モータ９の回転速度を一致させるようにスキュー駆動モータ９を駆動制御する。ここで、前記変化速度成分の周期は、鋼球自転周期より僅かに大または小とする。但し、両周期の比が整数倍とならないように設定する。
【００２９】
また、スキュー駆動軸７は、フランジ部７ａとシリンダ８ｂとが構成するピストン・シリンダ機構により軸線方向に往復運動され、この往復運動によりスキュー駆動軸７の一端に形成された突当部位７ｃの鋼球３に対する押付力が決定される。
【００３０】
次に、モータコントローラ１３の構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１のモータコントローラの構成を示すブロック図である。
【００３１】
モータコントローラ１３は、図２に示すように、ＲＯＭ１４ａに格納されているプログラムに従い所定のタイミングでスキュー駆動モータ９の駆動制御に関する命令を発生するＣＰＵ１４を有し、ＣＰＵ１４によるスキュー駆動モータ９の駆動制御の開始または停止は、操作部１４ｂからの操作入力に応じて指示される。このＣＰＵ１４から発生される命令には、関数発生器１５に対して上記変化速度成分の周期に対応する周波数成分を持つ正弦波の発生を指示する命令が含まれている。この命令が関数発生器１５に与えられると、関数発生器１５は、上記変化速度成分の周期に対応する周波数成分を持つ正弦波信号を発生する。関数発生器１５により発生された正弦波信号はＦ／Ｖ変換器１６に入力され、Ｆ／Ｖ変換器１６は、入力された正弦波信号の周波数成分に合わせて電圧値が変化する直流電圧を発生する。
【００３２】
Ｆ／Ｖ変換器１６で発生された直流電圧は、加算器１８により、定速回転指令電圧発生回路１７で発生された定速回転指令電圧と加算される。ここで、この定速回転指令電圧は上記一定回転速度成分に対応する直流電圧である。よって、加算器１８から出力される電圧は、上記変化速度成分に対応する直流電圧と上記一定回転速度成分に対応する直流電圧とを加算した電圧になる。この加算した電圧はサーボアンプ１９を介してスキュー駆動モータ９に印加され、スキュー駆動モータ９は、上記一定回転速度成分に上記変化速度成分を重畳した速度で回転駆動される。
【００３３】
次に、本実施の形態における上述の検査装置を用いた検査手順について説明する。
【００３４】
まず、被検査玉軸受４の内輪４ｂがスピンドル回転軸１の一端に取り付けられる。次いで、予圧スライダー８が所定位置に移動され、予圧スライダー８の所定位置への移動に伴い被検査玉軸受４の外輪４ａに予圧リング５が突き当てられる。予圧リング５の突き当てによって被検査玉軸受４の外輪４ａには所定値の予圧がかけられる。この状態では鋼球３とスキュー駆動軸７の突当部位７ｃ先端との間には、微小な隙間があいている。
【００３５】
次に、スキュー駆動軸７は、突当部位７ｃの鋼球３に対する押付力が所定値になるように、フランジ部７ａとシリンダ８ｂとが構成するピストン・シリンダ機構により突当部位７ｃが鋼球３に対し突き当てられる。
【００３６】
予圧リング５の突き当て、スキュー駆動軸７の突当部位７ｃの突き当てが完了すると、スピンドル回転軸１が回転駆動モータにより回転され、内輪４ｂは外輪４ａに対し相対的に回転する。同時にスキュー駆動モータ９に前記のような駆動制御を行うことにより、スキュー回転軸７には周期的変動を伴う回転が与えられる。これらの回転に伴い各鋼球３は、外輪４ａにかけられている予圧による軸Ｂを自転軸とする自転に、図１の軸Ｃの周りすなわちスピンドル回転軸１の回転中心軸線に垂直でかつこの中心軸線上の１点と各鋼球３の中心とを通る軸線の周りに回転速度の変化する成分が重畳され、両成分の合成により定まる各鋼球３の自転軸は周期的に変化することになり、スキュー運動をする。このスキュー運動が加わることにより、鋼球３が１回自転する毎に、鋼球３の外輪４ａ、内輪４ｂとの接触点の軌跡が鋼球３上で少しづつずれてくるので、鋼球３の内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対する接触領域が鋼球表面のほぼ全領域になる。この軌跡のずれる度合いは、鋼球自転周期と前記変化成分との差により定まるので適宜設定する。
【００３７】
次いで、各鋼球３がスキュー運動を伴って公転している状態で被検査玉軸受４から発生する物理量例えば振動または音圧が測定される。被検査玉軸受４から発生する振動は、外輪４ａに直接接触されたコンバータ等からなる振動測定装置により測定され、被検査玉軸受４から発生する音圧の測定には、所定位置に保持されたマイクロホン等からなる音圧測定装置が用いられる。この測定結果に基づき被検査玉軸受４の品質の良否の判別が行われる。
【００３８】
このように、鋼球３の内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対する接触領域が鋼球表面のほぼ全領域になるので、上述の測定結果には鋼球３表面のほぼ全領域における内、外輪４ｂ，４ａの各溝との接触状態の測定結果が含まれ、鋼球３の全表面積に亘りその仕上げ精度、表面の傷の有無などを考慮した検査をすることができる。よって、被検査玉軸受４に対し十分な品質保証を得るための検査精度を格段に向上させることができる。
【００３９】
（実施の第２形態）
次に、本発明の実施の第２形態について図３を参照しながら説明する。図３は本発明の玉軸受の検査方法の実施の第２形態に用いられる検査装置の主要部を示す構成図である。
【００４０】
本実施の形態における玉軸受の検査装置は、実施の第１形態に対し、鋼球をスキュー運動させるためのスキュー駆動リングを鋼球にスピンドル回転軸側から突き当てるように構成した点で異なる。
【００４１】
本実施の形態における玉軸受の検査装置は、図３に示すように、内、外輪４ｂ，４ａの各溝の間に組み込まれている鋼球３をスキュー運動をさせるためのスキュー駆動手段を備え、スキュー駆動手段は、スピンドル回転軸１と同軸上に配置されかつスピンドル回転軸１を支持するスピンドル２０に支持されるスキュー駆動リング２１を有する。スキュー駆動リング２１は、先端が各鋼球３に突き当て可能に構成され、スピンドル回転軸１の一端を受け入れる小径部と、スピンドル２０を受け入れる大径部とからなる。スキュー駆動リング２１の大径部は、スピンドル２０の外周部に形成されたエアベアリング２０ａにより回転可能かつ往復運動可能に支持され、エアベアリング２０ａはエア入り口および複数のエア逃げ溝により構成されている。スキュー駆動リング２１の大径部の外周部にはプーリー２１ａが一体的に形成され、該プーリー２１ａには、ベルト１１を介してスピンドル回転軸１の周りに回転させるための駆動力が不図示のスキュー駆動モータから伝達される。スキュー駆動リング２１の大径部の内壁には、該内壁と共働してスピンドル２０の端部を受け入れる空間を形成するための張出部が形成され、この形成された空間に受け入れられたスピンドル２０の端部とスキュー駆動リング２１の大径部の内壁との間には、加圧エアが供給されるシリンダ室２４が規定される。このシリンダ室２４はスキュー駆動リング２１と共働してピストン・シリンダ機構を構成し、この加圧エアの供給を制御することによってスキュー駆動リング２１はスピンドル回転軸１の軸線に沿って往復運動するピストンとして機能する。
【００４２】
スキュー駆動リング２１の回転速度すなわち該スキュー駆動リング２１の駆動力を発生するスキュー駆動モータの回転速度は、上述の実施の第１形態と同様に、一定回転速度成分にサイン関数で示される波形状に変化する変化速度成分を重畳した速度に一致するように制御される。
【００４３】
次に、本実施の形態における上述の検査装置を用いた検査方法について説明する。
【００４４】
まず、被検査玉軸受４の内輪４ｂがスピンドル回転軸１の一端に取り付けられる。次いで、予圧スライダー２３が所定位置に移動され、予圧スライダー２３の所定位置への移動に伴い被検査玉軸受４の外輪４ａに予圧リング２２が突き当てられる。予圧リング２２の突き当てによって被検査玉軸受４の外輪４ａには所定の予圧がかけられる。また、スキュー駆動リング２１がシリンダ室２４へのエア供給制御によって鋼球３に向けて移動され、スキュー駆動リング２１の小径部先端が鋼球３に突き当てられる。
【００４５】
予圧リング２２の突当、スキュー駆動リング２１の小径部先端の突当が完了すると、スピンドル回転軸１が回転駆動モータにより回転され、内輪４ｂは外輪４ａに対し相対的に回転する。同時にスキュー駆動リング２１が前記のような周期的変動を伴う回転をするように制御されて回転する。これらの回転に伴い各鋼球３は、外輪４ａにかけられている予圧による軸Ｂを自転軸とする自転に、スピンドル回転軸１の回転中心軸線に垂直でかつこの中心軸線上の１点と各鋼球３の中心とを通る軸線の周りに回転速度の変化する成分が重畳され、スキュー運動をする。このスキュー運動が加わることにより、鋼球３が１回自転する毎に、鋼球３の外輪４ａ、内輪４ｂとに接触点の軌跡が鋼球３上で少しづつずれてくるので、鋼球３の内、外輪４ｂ，４ａの各溝に対する接触領域が鋼球表面のほぼ全領域になる。この軌跡のずれる度合いは、鋼球自転周期と前記変化成分との差により定まるので適宜設定する。
【００４６】
次いで、各鋼球３がスキュー運動を伴って公転している状態で被検査玉軸受４から発生する振動または音圧が測定され、これらの測定結果に基づき被検査玉軸受４の品質の良否が判別される。
【００４７】
なお、上記各実施の形態でスキュー駆動軸に与えられる変化速度成分はサイン関数としたが、サイン関数に限定されることはなく、周期的に変化する関数であればよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の玉軸受の検査方法によれば、内輪の溝と外輪の溝との間に保持されている各転動体に、基準回転軸と同軸に回転する回転体に形成された突当部位を突き当て、外輪に予圧をかけながら基準回転軸を回転させるとともに、各転動体がスキュー運動するように回転体の回転速度を可変制御しながら回転体を回転させ、各転動体がスキュー運動している状態で被検査玉軸受から発生する物理量を測定するので、その測定結果には転動体表面のほぼ全領域における内、外輪の各溝との接触状態の測定結果が含まれ、転動体の仕上げ精度、表面の傷の有無を転動体の全表面積に亘り検査することができる。よって、被検査玉軸受に対し十分な品質保証を得るための検査精度を格段に向上させることができる。
また、本発明の玉軸受の検査装置によれば、上述したと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の玉軸受の検査方法の実施の第１形態に用いられる検査装置の主要部を示す構成図である。
【図２】図１のモータコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の玉軸受の検査方法の実施の第２形態に用いられる検査装置の主要部を示す構成図である。
【図４】従来の玉軸受検査装置の主要部を示す構成図である。
【図５】図３の検査装置により検査されている玉軸受の鋼球の自転運動および公転運動の様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１スピンドル回転軸（基準回転軸）
３鋼球
４被検査玉軸受
５，２２予圧リング
６予圧ばね
７スキュー駆動軸（回転体）
７ｃ突当部位
８，２３予圧スライダー
９スキュー駆動モータ
１３モータコントローラ
１４ＣＰＵ
１５関数発生器
１６Ｆ／Ｖ変換器
１７定速回転指令電圧発生回路
１８加算器
２０スピンドル

Claims

被検査玉軸受の内輪をその軸心を中心に回転する基準回転軸に取り付け、該被検査玉軸受の外輪にその軸心方向に予圧をかけながら前記基準回転軸を回転させることによって前記内輪を前記外輪に対し相対的に回転させ、前記内輪と前記外輪との相対的な回転に伴い前記被検査玉軸受から発生する振動、音圧などの物理量を測定し、該測定の結果に基づき前記玉軸受を検査する玉軸受の検査方法において、前記内輪の溝と前記外輪の溝との間に保持されている各転動体に、前記基準回転軸と同軸に回転する回転体に形成された突当部位を突き当て、前記外輪に前記予圧をかけながら前記基準回転軸を回転させるとともに、前記各転動体がスキュー運動するように前記回転体の回転速度を可変制御しながら前記回転体を回転させ、前記各転動体が前記スキュー運動している状態で前記被検査玉軸受から発生する前記物理量を測定することを特徴とする玉軸受の検査方法。
前記回転体の回転速度を周期的に変化するように制御することを特徴とする請求項１に記載の玉軸受の検査方法。
内輪と外輪と両者間に介在する複数の球形の転動体とからなる被検査玉軸受の前記内輪が取り付けられる基準回転軸と、該基準回転軸を回転させることにより前記内輪を回転させるモータと、前記被検査玉軸受の前記外輪に予圧を付与する予圧リングとを備えた玉軸受の検査装置において、前記基準回転軸の軸線方向に移動自在に設けられ、一端部が前記複数の転動体に突き当てられる突当部位とされた回転体を有するスキュー駆動手段を備えたことを特徴とする玉軸受の検査装置。
前記スキュー駆動手段は、前記回転体を前記基準回転軸と同軸に回転させるスキュー駆動モータと、該スキュー駆動モータによる前記回転体の回転速度が周期的に変化するように制御するモータコントローラとを備えたことを特徴とする請求項３に記載の玉軸受の検査装置。