JP6950913B2 - ベアリング試験用治具 - Google Patents
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Description
ここで、前記ハウジング部は前記ベアリングを収容する凹部と、前記凹部の底に前記凹の中心軸に沿って移動可能に設置され、前記ベアリングの中心孔を貫通できるベアリング抜きネジと係合する雌ネジがその中心に切られているベアリング抜き治具とを有してもよい。
また、前記ベアリング軸の、前記試験装置の回転軸に接続される端部がテーパ状に形成されていてよい。
また、前記ハウジング部の周囲全体に周壁を設けてよい。
また、前記周壁の少なくとも一部が透明であってよい。
また、前記ベアリング軸と前記ハウジング部とは直接接触しないようにしてよい。
ベアリングボールにZnOをコーティングするために使用した装置の概念図を図1に示す。ここでは金属ワイヤーのメッシュで構成された円筒形の籠中にZnOコーティング対象のベアリングボールを収容して回転させながらスパッタガンからZnOを供給することにより、ZnOをベアリングボール上にスパッタした。ZnOコーティング対象としては、市販品のアンギュラベアリングのベアリングボールを使用し、籠のメッシュサイズとベアリングボールの直径との比(メッシュサイズ:直径)の値を適切な範囲に調節することにより、高性能の低摩擦ベアリングを実現することができた。なお、ベアリングボールなどの転動体へのZnO低摩擦コーティングの詳細については、本願出願人が別途出願した特願2015−250043を参照されたい。
上で作製したZnOコーティング付きのベアリングボールを組み込んだベアリングを、本発明のベアリング試験用治具を介して摩擦試験装置に取り付けて回転させることでその回転中の摩擦係数の時間変化を測定し、またその後にベアリングボールを取り出して断面TEM像を撮影するという性能評価を行った。この性能評価において、摩擦試験装置として新東科学株式会社製の広域荷重摩擦磨耗試験機TYPE:35を使用し、雰囲気は大気中(26℃、湿度54%)及び油中(灯油に非特許文献2に記載のタービンオイル(AeroShell Turbine Oil 500)を6%添加したもの)にて行なった。また、回転数は3000rpmとし、荷重は20kgWとした。
実施例のベアリング試験用治具の概略図を図4に、また具体的な構造の図面を図5〜図9に示す。図4に概略を示すベアリング試験用治具の上部構成要素であるベアリング軸が上部回転・荷重ユニット(摩擦試験装置(図示せず))の主軸に結合されて、摩擦試験装置からの回転及び荷重を、治具の下部構成要素であるハウジング内に収容される試験対象のベアリングに伝達する。なお、図4でベアリングの上面部分だけが実線で描かれ、それより下側が破線となっているのは、ベアリングはハウジング中心部に設けられた凹部であるベアリング収容部内に固定されるようになっているために(詳細は後述)、その上面以外は目視できないからである。この治具を使用するに当たっては、治具を構成するハウジングの下部穴にベアリングを埋没させ、上からつめで固定する。なお、このつめは図中には明示せず、ボルト(図7中のベアリング固定ネジ)のみでベアリングを固定するように図示してあるが、実際にはボルトとの共締めでつめを固定し、そのつめでベアリングの外側のリング(外輪)を固定するように構成されている。なお、ベアリングの固定はベアリング固定ネジだけを使用して行うようにしてもよい。ベアリングと装置上部の回転ロッド(ベアリング軸)とは中心軸を合わせて固定可能な構造になっている。試験時の温度変化は熱電対にて測定できる。熱電対を設置するには、例えば上記つめによってベアリングのアウターリング上に熱電対を固定すればよい。また、ベアリング取り付けブロック(ハウジング)のうちのベアリング上面よりも上にある高さ40mmの薄壁の円筒部分は透明プラスチック円筒ケースで構成されており、透明プラスチックでできた円筒状部材と円筒状部材下端部のリング状パッキンとを、ハウジングの部分にねじ込むことでハウジングの基部に固定される。このようにハウジング上部が円筒状で、ハウジングとの接合部はリング状パッキンでシールされているので、その中に液体を収容可能であり、油で満たした中でベアリングを回転させる実験が可能である。更に、この円筒ケースは透明であるため、試験中の様子も目視により観察できる。
上述のようにして測定した、油中におけるベアリングの摩擦係数の時間変化例を図10及び図11に示す。図10に示すように、未コーティングの場合に比べて、酸素分圧比60%、h=55mm及び65mmの条件でZnOコーティングを施したものは、摩擦係数が低減し、また摩擦係数の時間変動が小さいという意味で安定することがわかった (なお、やや見づらいが、図10中で一番下に位置する細線で縁取りされたグラフがh=65mmの場合を示す)。実験後のコーティングの断面TEM像を「After bearing test」と表記されている図12に示す。コーティング厚さは減少した。その他、酸素分圧比70%においても図11からわかるように、コーティングなしの場合に比べて摩擦係数の低下やその時間変化の減少(安定化)など、ZnOコーティングの効果が現れることを確認できた。
Claims (5)
- 一端が試験装置の回転軸に着脱自在に接続でき、他端が試験対象のベアリングの内輪に接続されるベアリング軸と、
前記ベアリングを取り付けるハウジング部と
を設けたベアリング試験用治具において、
前記ハウジング部は
前記ベアリングを収容する凹部と、
前記凹部内に設けられた係合用ハウジング部側凹部または係合用ハウジング部側凸部と、
前記凹部の底に前記凹部の中心軸に沿って移動可能に設置され、前記ベアリングの中心孔を貫通できるベアリング抜きネジと係合する雌ネジがその中心に切られているベアリング抜き治具と、
前記ベアリング抜き治具に設けられ、前記係合用ハウジング部側凹部または前記係合用ハウジング部側凸部と係合する係合用ベアリング抜き治具側凸部または係合用ベアリング抜き治具側凹部と
を有する
ベアリング試験用治具。 - 前記ベアリング軸の、前記試験装置の回転軸に接続される端部であって前記回転軸に係合する部分がテーパ状に形成された、請求項1に記載のベアリング試験用治具。
- 前記ハウジング部の周囲全体に周壁を設けた、請求項1または2の何れかに記載のベアリング試験用治具。
- 前記周壁の少なくとも一部が透明である、請求項3に記載のベアリング試験用治具。
- 前記ベアリング軸と前記ハウジング部とは直接接触しない、請求項1から4の何れかに記載のベアリング試験用治具。
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