(57)【要約】【課題】所定の雰囲気ガス下において、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現できる転がり軸受用試験装置を提供する。【解決手段】転がり軸受用試験装置１は、水素ガスが導入される密封容器２と、前記密封容器２内に収容され転がり軸受１００が外嵌される回転軸１１と、台座１４に固定され、前記転がり軸受１００の軸方向両側で前記回転軸１１を回転自在に支持する一対のハウジング４０，４１と、前記回転軸１１を駆動する駆動装置６と、前記転がり軸受１００の外輪を回転不能に保持する中央ハウジング４２と、前記転がり軸受１００の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与する第１荷重付与機構１２と、中央ハウジング４２と台座１４との間にラジアル荷重を付与する第２荷重付与機構１３と、を備える。【選択図】      図４
2020204606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪を有する転がり軸受の試験を行うための転がり軸受用試験装置であって、
雰囲気ガスが導入される密封容器と、
前記密封容器内に収容され前記転がり軸受が外嵌される回転軸と、
前記密封容器に設けられた固定部に固定され、前記転がり軸受の軸方向両側で前記回転軸を回転自在に支持する一対の軸支持部と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記転がり軸受の外輪を回転不能に保持する保持部と、
前記転がり軸受の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与する第１荷重付与機構と、
前記保持部と前記固定部との間にラジアル荷重を付与することによって前記転がり軸受の内輪と外輪との間にラジアル荷重を付与する第２荷重付与機構と、を備える
転がり軸受用試験装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記密封容器外に設けられ、
前記駆動装置の駆動力を前記回転軸に伝達する非接触カップリングをさらに備える
請求項１に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項３】
前記第１荷重付与機構は、
前記密封容器の壁部を貫通する第１ビームと、
前記第１ビームの一端が前記回転軸の軸方向に平行な方向の成分を有して変位するように前記第１ビームを支持する第１支持部と、
前記第１ビームの一端と前記転がり軸受の内輪又は外輪との間に設けられる押圧部と、を備え、
前記第２荷重付与機構は、
前記密封容器の壁部を貫通する第２ビームと、
前記第２ビームの一端が前記回転軸の径方向に平行な方向の成分を有して変位するように前記第２ビームを支持する第２支持部と、
前記第２ビームの一端と前記保持部とを連結するアームと、を備える
請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項４】
前記壁部に設けられ前記第１ビームが通過する第１開口と、前記第１ビームの外側面との間を密封する第１ベローズと、
前記壁部に設けられ前記第２ビームが通過する第２開口と、前記第２ビームの外側面との間を密封する第２ベローズと、をさらに備える
請求項３に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項５】
前記一対の軸支持部の少なくとも一方は、内外輪を有するとともに前記回転軸を支持する他の転がり軸受を有し、
前記転がり軸受用試験装置は、前記回転軸の外周側に配置され前記他の転がり軸受の内輪と前記転がり軸受の内輪との間に介在する環状部材をさらに備え、
前記第１荷重付与機構は、前記他の転がり軸受の内輪又は外輪を軸方向に押圧することで、前記他の転がり軸受及び前記環状部材を介して前記転がり軸受の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項６】
前記密封容器は、前記密封容器を内外に連通する導出口と、前記密封容器を内外に連通する導入口と、を有し、
前記転がり軸受用試験装置は、前記導出口から前記密封容器内の前記雰囲気ガスを吸引し、吸引した前記雰囲気ガスを前記導入口から前記密封容器内へ吐出する吸引吐出装置をさらに備え、
前記導出口は、前記転がり軸受の外輪軌道の鉛直方向最上端、及び前記一対の軸支持部が有する摺動部の鉛直方向最上端のいずれよりも鉛直方向上方に設けられ、
前記導入口は、前記導出口よりも鉛直方向下方に設けられる
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項７】
前記吸引吐出装置から吐出される前記雰囲気ガスを前記導入口へ導く導入管と、前記導入管を通過する前記雰囲気ガスを加熱又は冷却する雰囲気ガス加熱冷却装置と、をさらに備える
請求項６に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項８】
前記密封容器は、前記密封容器を内外に連通する供給口を有し、
前記転がり軸受用試験装置は、前記密封容器内へ供給される前記雰囲気ガスを前記供給口へ導く供給管と、前記供給管を通過する前記雰囲気ガスを加熱又は冷却する供給ガス加熱冷却装置と、をさらに備える
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の転がり軸受用試験装置。
【請求項９】
請求項１に記載の転がり軸受用試験装置を用いて行われる転がり軸受の試験方法であって、
前記転がり軸受を前記回転軸に外嵌するとともに前記回転軸を前記密封容器内で前記一対の軸支持部により回転自在に支持し、
前記密封容器内に雰囲気ガスを導入し、
前記第１荷重付与機構によって前記転がり軸受の内輪と外輪との間に前記アキシアル荷重を付与するとともに、前記第２荷重付与機構によって前記保持部と前記固定部との間に前記ラジアル荷重を付与することによって前記転がり軸受の内輪と外輪との間にラジアル荷重を付与しつつ、前記駆動装置によって前記回転軸を回転させる
転がり軸受の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受用試験装置、及び転がり軸受の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、水素ガス雰囲気下でスラスト玉軸受の試験を行うための試験装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６８７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の試験装置では、スラスト方向の荷重を負荷しつつ試験することができるように構成されているが、実際の使用環境においては、スラスト方向以外の方向の荷重も負荷する。より実際の使用環境における荷重条件を再現できれば、試験精度を向上させることができる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、所定の雰囲気ガス下において、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現できる転がり軸受用試験装置、及び転がり軸受の試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明である転がり軸受用試験装置は、内外輪を有する転がり軸受の試験を行うための転がり軸受用試験装置であって、雰囲気ガスが導入される密封容器と、前記密封容器内に収容され前記転がり軸受が外嵌される回転軸と、前記密封容器に設けられた固定部に固定され、前記転がり軸受の軸方向両側で前記回転軸を回転自在に支持する一対の軸支持部と、前記回転軸を駆動する駆動装置と、前記転がり軸受の外輪を回転不能に保持する保持部と、前記転がり軸受の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与する第１荷重付与機構と、前記保持部と前記固定部との間にラジアル荷重を付与することによって前記転がり軸受の内輪と外輪との間にラジアル荷重を付与する第２荷重付与機構と、を備える。
【０００７】
上記構成の転がり軸受用試験装置によれば、第１荷重付与機構及び第２荷重付与機構によって、転がり軸受の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与するのと同時に、保持部と固定部との間にラジアル荷重を付与することで転がり軸受の内輪と外輪との間にラジアル荷重を付与することができる。これにより、所定の雰囲気ガス下において、転がり軸受にアキシアル荷重とラジアル荷重とを同時に負荷することができ、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現することができる。
【０００８】
また、上記転がり軸受用試験装置において、前記駆動装置は、前記密封容器外に設けられ、前記駆動装置の駆動力を前記回転軸に伝達する非接触カップリングをさらに備えることが好ましい。
この場合、回転軸を密封容器の内部から外部に貫通させることなく、密封容器外から駆動力を伝達することができ、密封容器内の密封性を高めることができる。
【０００９】
また、上記転がり軸受用試験装置において、前記第１荷重付与機構は、前記密封容器の壁部を貫通する第１ビームと、前記第１ビームの一端が前記回転軸の軸方向に平行な方向の成分を有して変位するように前記第１ビームを支持する第１支持部と、前記第１ビームの一端と前記転がり軸受の内輪又は外輪との間に設けられる押圧部と、を備え、前記第２荷重付与機構は、前記密封容器の壁部を貫通する第２ビームと、前記第２ビームの一端が前記回転軸の径方向に平行な方向の成分を有して変位するように前記第２ビームを支持する第２支持部と、前記第２ビームの一端と前記保持部とを連結するアームと、を備えることが好ましい。
この場合、密封容器の外部に位置する第１ビームの他端及び第２ビームの他端から、各転がり軸受に荷重を付与し、転がり軸受へアキシアル荷重及びラジアル荷重を負荷できるので、荷重の負荷パターンや、負荷する荷重値等といった、荷重の負荷の仕方についての自由度を高めることができる。さらに、負荷荷重の経時変化を、第１ビーム及び第２ビームを通じて密封容器の外部から、アキシアル荷重とラジアル荷重とに分けてモニタすることができる。さらに、転がり軸受を回転させながらアキシアル荷重とラジアル荷重とをそれぞれ変動させることができる。
【００１０】
上記転がり軸受用試験装置において、前記壁部に設けられ前記第１ビームが通過する第１開口と、前記第１ビームの外側面との間を密封する第１ベローズと、前記壁部に設けられ前記第２ビームが通過する第２開口と、前記第２ビームの外側面との間を密封する第２ベローズと、をさらに備えていてもよい。
この場合、第１ビーム及び第２ビームの動きを制限することなく第１開口及び第２開口を密封することができる。
【００１１】
上記転がり軸受用試験装置において、前記一対の軸支持部の少なくとも一方は、内外輪を有するとともに前記回転軸を支持する他の転がり軸受を有し、前記転がり軸受用試験装置は、前記回転軸の外周側に配置され前記固定部に外輪が径方向に支持される前記他の転がり軸受の内輪と前記転がり軸受の内輪との間に介在する環状部材をさらに備え、前記第１荷重付与機構は、前記他の転がり軸受の内輪又は外輪を軸方向に押圧することで、前記他の転がり軸受及び前記環状部材を介して前記転がり軸受の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与してもよい。
この場合、他の転がり軸受に対しても、アキシアル荷重及びラジアル荷重を負荷でき、他の転がり軸受についても試験対象とすることができる。よって、一度の試験で多数の転がり軸受の試験を行うことができる。
【００１２】
上記転がり軸受用試験装置において、前記密封容器は、前記密封容器を内外に連通する導出口と、前記密封容器を内外に連通する導入口と、を有し、前記転がり軸受用試験装置は、前記導出口から前記密封容器内の前記雰囲気ガスを吸引し、吸引した前記雰囲気ガスを前記導入口から前記密封容器内へ吐出する吸引吐出装置をさらに備え、前記導出口は、前記転がり軸受の外輪軌道の鉛直方向最上端、及び前記一対の軸支持部が有する摺動部の鉛直方向最上端のいずれよりも鉛直方向上方に設けられ、前記導入口は、前記導出口よりも鉛直方向下方に設けられていてもよい。
【００１３】
この場合、導出口から密封容器内の雰囲気ガスを吸引し、導入口から密封容器内へ雰囲気ガスを吐出することにより、密封容器内に雰囲気ガスの気流を発生させることができ、密封容器の内部の雰囲気ガスを攪拌することができる。
ここで、転がり軸受の試験を行うと、転がり軸受や軸支持部は摩耗し、摩耗粉を生じさせる。このような摩耗粉を含む雰囲気ガスを吸引吐出装置が吸引すると、吸引吐出装置の故障原因になるおそれがある。
これに対して、本発明の導出口は、転がり軸受の外輪軌道の鉛直方向最上端、及び一対の軸支持部が有する摺動部の鉛直方向最上端のいずれよりも鉛直方向上方に設けられる。摩耗粉のほとんどは鉛直方向下方へ落下する。このため、導出口から吸引される導出口近傍の雰囲気ガスには摩耗粉が混入し難い。これにより、吸引吐出装置が摩耗粉を吸引するのを抑制でき、摩耗粉が吸引吐出装置に対して影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００１４】
上記転がり軸受用試験装置において、前記吸引吐出装置から吐出される前記雰囲気ガスを前記導入口へ導く導入管と、前記導入管を通過する前記雰囲気ガスを加熱又は冷却する雰囲気ガス加熱冷却装置と、をさらに備えていてもよい。
この場合、加熱又は冷却された雰囲気ガスが導入口から密封容器の内部に吐出される。よって、例えば、密封容器の外部から間接的に雰囲気ガスを加熱又は冷却する場合と比較して、密封容器内の雰囲気ガスの温度の調整を効率よく行うことができる。
【００１５】
密封容器内に雰囲気ガスを供給する場合、供給される雰囲気ガスの温度と、密封容器内の雰囲気ガスの温度との間に乖離があると、密封容器内の雰囲気ガスの温度が変動し、それに伴って密封容器の温度が変動し、転がり軸受に付与する荷重にばらつきが生じることがある。
これに対して、上記転がり軸受用試験装置の前記密封容器は、前記密封容器を内外に連通する供給口を有し、前記転がり軸受用試験装置は、前記密封容器内へ供給される前記雰囲気ガスを前記供給口へ導く供給管と、前記供給管を通過する前記雰囲気ガスを加熱又は冷却する供給ガス加熱冷却装置と、をさらに備えていてもよい。
これにより、密封容器内へ供給される雰囲気ガスの温度を、密封容器内へ供給される前に、密封容器内の雰囲気ガスの温度に合わせるように調整することができ、密封容器の温度変動に起因する、転がり軸受に付与する荷重のばらつきを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明である転がり軸受の試験方法は、上述の転がり軸受用試験装置を用いて行われる転がり軸受の試験方法であって、前記転がり軸受を前記回転軸に外嵌するとともに前記回転軸を前記密封容器内で前記一対の軸支持部により回転自在に支持し、前記密封容器内に雰囲気ガスを導入し、前記第１荷重付与機構によって前記転がり軸受の内輪と外輪との間に前記アキシアル荷重を付与するとともに、前記第２荷重付与機構によって前記保持部と前記固定部との間に前記ラジアル荷重を付与することによって前記転がり軸受の内輪と外輪との間にラジアル荷重を付与しつつ、前記駆動装置によって前記回転軸を回転させる転がり軸受の試験方法である。
上記構成によれば、所定の雰囲気ガス下において、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の転がり軸受用試験装置によれば、所定の雰囲気ガス下において、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態に係る転がり軸受用試験装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、非接触カップリング周辺を示す断面図である。
【図３】図３は、軸受保持装置の試験部の断面図である。
【図４】図４は、試験部の上面図であり、加えて、第１荷重付与機構の周辺部分、及び第２荷重付与機構の周辺部分を断面図で示している。
【図５】図５は、試験部の側面図であり、第２荷重付与機構の部分を断面で示している。
【図６】図６は、他の実施形態に係る転がり軸受用試験装置の全体構成を示す図である。
【図７】図７は、導出口と、試験部に含まれる転がり軸受との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔全体構成について〕
図１は、実施形態に係る転がり軸受用試験装置の全体構成を示す図である。なお、図１は、理解を容易とするため、一部を切り欠いて示している。
図１中、転がり軸受用試験装置１は、密封容器２と、密封容器２の内部に収容され試験対象である転がり軸受を保持する軸受保持装置４と、駆動装置６とを備える。
【００２０】
密封容器２は、例えば、ステンレス鋼等により形成された壁部３と、ガラス等で形成された窓部３１とを有しており、上側が開口する有底筒状の本体部２ａと、本体部２ａの開口２ａ２を密封して塞ぐ蓋部２ｂとを備える。本体部２ａは壁部３と、窓部３１とを有し、蓋部２ｂは全体が壁部３である。本体部２ａは開口２ａ２周縁にフランジ２ａ１を有する。また、蓋部２ｂは、フランジ２ａ１に対応するフランジ２ｂ１を有する。フランジ２ａ１とフランジ２ｂ１とは、Ｏリング等を介して互いに突き合わせられ、ボルト等の締結部材で締結される。これにより、蓋部２ｂは本体部２ａに着脱可能に固定される。密封容器２の内部に軸受保持装置４等の試験に必要な機材を配置する場合、蓋部２ｂを取り外し、本体部２ａの開口２ａ２から密封容器２の内部にアクセスする。
【００２１】
密封容器２の下部側面には、密封容器２の内部に水素ガスやその他のガス（雰囲気ガス）を導入するための導入パイプ２ｃと、密封容器２の内部のガスを排気するための排気パイプ２ｄとが設けられる。密封容器２の壁部３を貫通する穴が２つ設けられ、それぞれの穴に導入パイプ２ｃと排気パイプ２ｄとが繋がっている。
導入パイプ２ｃ及び排気パイプ２ｄから密封容器２の内部にガスを導入したり、内部のガスを排気したりすることで、密封容器２の内部の雰囲気が調整される。
【００２２】
密封容器２の側面には、外側から密封容器２の内部の雰囲気温度を上昇させるためのヒータ２ｅが設けられている。ヒータ２ｅは、電熱線等を有する帯状であり、密封容器２の側面に巻き付けられて、密封容器２の雰囲気を外部から加熱する。これにより、ヒータ２ｅは、密封容器２の内部の雰囲気温度を上昇させることができ、ひいては、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４の温度を上昇させ調節することができる。このヒータ２ｅにより、密封容器２の内部の雰囲気温度を、例えば１５０度程度まで上昇させることができる。
【００２３】
また、密封容器２の側面には、冷却装置２ｈが設けられている。冷却装置２ｈは、帯状であり、冷媒を流通させるための流路を有する。冷却装置２ｈは、密封容器２の側面に巻き付けられており、流路を流通する冷媒によって密封容器２の雰囲気を外部から冷却する。これにより、冷却装置２ｈは、密封容器２の内部の雰囲気温度を低下させることができ、ひいては、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４の温度を低下させ調節することができる。この冷却装置２ｈにより、密封容器２の内部の雰囲気温度を、例えば−３０度程度まで低下させることができる。本試験装置１は、ヒータ２ｅ、及び冷却装置２ｈを備えることで、幅広い温度設定が可能である。
【００２４】
密封容器２の底部２ｆには、回転ファン２ｇが設けられている。回転ファン２ｇは、密封容器２の内部の雰囲気温度及び雰囲気を均一に保持するために、密封容器２の内部雰囲気を攪拌する。
【００２５】
軸受保持装置４は、試験対象である複数の転がり軸受１００（１０１，１０２，１０３，１０４）が保持される試験部１０と、回転軸１１と、複数の転がり軸受１００にアキシアル荷重を付与する第１荷重付与機構１２と、複数の転がり軸受１００にラジアル荷重を付与する第２荷重付与機構１３とを備える。軸受保持装置４は、密封容器２の内部に固定して設けられた台座１４上に固定される。
台座１４は、パンチングメタルを用いて形成された板状の部材である。台座１４は、密封容器２の内部空間を横断するようにほぼ水平に配置されている。パンチングメタルは、多数の貫通孔が形成された金属製の板材であり、密封容器２の内部空間を横断して配置されたとしても、台座１４によって雰囲気が上下方向に遮断されることはない。これにより、台座１４を設けたとしても、密封容器２の内部空間の温度や雰囲気は均一に保持される。
【００２６】
回転軸１１は、密封容器２の外部に設けられた駆動装置６によって駆動され回転する。
駆動装置６は、回転軸１１を駆動する駆動力を発生するモータ６ａと、密封容器２の外部に設けられ回転軸１１に対して一体回転可能に接続され回転軸１１を駆動する駆動軸６ｂと、モータ６ａの出力軸６ａ１に設けられたプーリ６ｃと、駆動軸６ｂに設けられたプーリ６ｄと、プーリ６ｃ，６ｄに掛け回され出力軸６ａ１の駆動力を駆動軸６ｂへ伝達する無端ベルト６ｅとを備える。
駆動装置６と、回転軸１１とは、非接触カップリング１６によって接続されている。
【００２７】
〔非接触カップリングについて〕
図２は、非接触カップリング１６周辺を示す断面図である。
図２に示すように、密封容器２の本体部２ａの非接触カップリング１６に対応する位置には棚板部１８が設けられている。棚板部１８の上面には、駆動軸６ｂを密封容器２に対して回転自在に支持する駆動軸支持部２０が設けられる。駆動軸支持部２０は、一対の玉軸受２０ａと、駆動軸支持部２０のハウジング２０ｂとを有している。駆動軸支持部２０のハウジング２０ｂは棚板部１８に固定されている。一対の玉軸受２０ａは、外輪が駆動軸支持部２０のハウジング２０ｂに内嵌して固定されるとともに、内輪が駆動軸６ｂに外嵌して固定され駆動軸６ｂを密封容器２に対して回転自在に支持する。
駆動軸６ｂには上述したように無端ベルト６ｅが巻き掛けられるプーリ６ｄが一体回転可能に設けられる。
【００２８】
また、密封容器２の内部において、試験部１０から延びる回転軸１１の端部には、非接触カップリング１６に接続するための接続軸２４と、接続軸２４と回転軸１１とを一体回転可能に接続するカップリング２６が設けられる。
台座１４には、接続軸２４を密封容器２に対して回転自在に支持する接続軸支持部２８が設けられる。接続軸支持部２８は、一対の玉軸受２８ａと、接続軸支持部２８のハウジング２８ｂとを有している。一対の玉軸受２８ａは、外輪が接続軸支持部２８のハウジング２８ｂに内嵌して固定されるとともに、内輪が接続軸２４に外嵌して固定され接続軸２４を密封容器２に対して回転自在に支持する。
駆動軸６ｂの中心軸と、接続軸２４の中心軸とは同一線上に配置されている。
【００２９】
非接触カップリング１６は、密封容器２の外側に配置される外側部材１６ａと、密封容器２の内側に配置される内側部材１６ｂとによって構成される。
外側部材１６ａは、円板状に形成された部材であり、駆動軸６ｂに一体回転可能に設けられる。内側部材１６ｂのカップリング面１６ｂ１に軸方向に対向する外側部材１６ａのカップリング面１６ａ１には、周方向に沿って所定間隔で異なる磁極となるように磁石が配置されている。
【００３０】
内側部材１６ｂは、円板状に形成された部材であり、接続軸２４に一体回転可能に設けられる。外側部材１６ａのカップリング面１６ａ１に軸方向に対向する内側部材１６ｂのカップリング面１６ｂ１には、外側部材１６ａのカップリング面１６ａ１の磁極のパターンに応じたパターンで磁石が配置されている。これによって、外側部材１６ａが回転すると、外側部材１６ａのカップリング面１６ａ１からの磁力によって、内側部材１６ｂのカップリング面１６ｂ１が回転方向に引きずられ、内側部材１６ｂには外側部材１６ａからの回転力が伝達される。
このように、非接触カップリング１６は、密封容器２の内部の部材に接触することなく駆動装置６が発生した駆動力を密封容器２の内部へ伝達する。これにより、回転軸１１は、駆動装置６の駆動力によって回転駆動される。
【００３１】
外側部材１６ａと、内側部材１６ｂとの間には、ガラス板３０が介在している。外側部材１６ａと、ガラス板３０との間には、僅かな隙間が設けられている。同様に、内側部材１６ｂと、ガラス板３０との間にも、僅かな隙間が設けられている。
ガラス板３０は、密封容器２を構成する壁部３に設けられた窓部３１を構成する部材である。
【００３２】
窓部３１は、壁部３に設けられた円形の開口３２と、開口３２の周囲に設けられガラス板３０が嵌め込まれたフランジ部３４とを有する。フランジ部３４は、ガラス板３０との間を密封するシール（図示せず）を有している。
非接触カップリング１６は、壁部３に設けられた窓部３１のガラス板３０を介して回転力を密封容器２の外部から内部へ伝達する。
本実施形態のように、外側部材１６ａと内側部材１６ｂとの間にガラス板３０を介することで、非接触カップリング１６の高速回転が許容される。回転軸１１を例えば、１００００回転／時といった高速で回転させることができ、幅広い実験条件の設定が可能となる。
【００３３】
また、例えば、外側部材１６ａと、内側部材１６ｂとの間に一般的な鋼材等の磁性体を介在させると、前記鋼材に誘導電流が生じて発熱するおそれがある一方、本実施形態では、外側部材１６ａと、内側部材１６ｂとの間に、非磁性体であるガラス板３０を介在させたので、誘導電流が生じることはなく、発熱を防止できる。
本実施形態では、外側部材１６ａと内側部材１６ｂとの間に介在させる部材としてガラス板３０を用いたが、これに代えて、ガラス以外の非磁性体によって形成したものを外側部材１６ａと内側部材１６ｂとの間に介在させる部材として用いてもよい。
【００３４】
〔試験部について〕
図３は、軸受保持装置４の試験部１０の断面図である。
図３に示すように、試験部１０は、３つに分割されており、回転軸１１の先端側である軸方向一方側に配置された一方側ハウジング４０と、回転軸１１の軸方向他方側に配置された他方側ハウジング４１と、両ハウジング４０，４１の間に配置された中央ハウジング４２とを含む。試験部１０は、全体として直方体状に形成されている。
【００３５】
回転軸１１には、転がり軸受１００（１０１，１０２，１０３，１０４）が４つ外嵌されている。
一方側ハウジング４０は、回転軸１１の軸方向一方側の端部に配置された転がり軸受１０１を保持する。一方側ハウジング４０は、略直方体である。転がり軸受１０１は、内輪１０１ａ、及び外輪１０１ｂを有する深溝玉軸受である。
一方側ハウジング４０は、台座１４上に設けられており、転がり軸受１０１を保持するための円筒孔４０ａを有する。円筒孔４０ａは、軸方向に貫通している。
外輪１０１ｂには、円筒状のスリーブ１１０が外嵌されている。
スリーブ１１０は、外輪１０１ｂの軸方向一方側の側面１０１ｂ１に当接する環状突起１１０ａを有する。
転がり軸受１０１は、スリーブ１１０を介在して円筒孔４０ａに保持されている。
スリーブ１１０は、一方側ハウジング４０の円筒孔４０ａに対して軸方向に摺動可能に設置されている。
内輪１０１ａは、回転軸１１に外嵌固定されている。
一方側ハウジング４０は、台座１４（固定部）に固定され、円筒孔４０ａによって転がり軸受１０１の外輪１０１ｂを保持することで、回転軸１１の軸方向一方側を回転自在に支持する軸支持部を構成する。
【００３６】
他方側ハウジング４１は、回転軸１１の軸方向他方側の端部に配置された転がり軸受１０４を保持する。他方側ハウジング４１は、略直方体である。転がり軸受１０４は、内輪１０４ａ、及び外輪１０４ｂを有する深溝玉軸受である。
他方側ハウジング４１は、台座１４上に設けられており、転がり軸受１０４を保持するための円筒孔４１ａを有する。円筒孔４１ａは、軸方向一端側に開口する有底孔である。円筒孔４１ａの底部４１ｂは回転軸１１が非接触に挿入される貫通孔４１ｂ１を有する。
外輪１０４ｂには、円筒状のスリーブ１１１が外嵌されている。
スリーブ１１１は、外輪１０４ｂの軸方向他方側の側面１０４ｂ１に当接する環状突起１１１ａを有する。
転がり軸受１０４は、スリーブ１１１を介在して円筒孔４１ａに保持されている。
スリーブ１１１は、他方側ハウジング４１の円筒孔４１ａに対して軸方向に摺動可能に設置されている。
内輪１０４ａは、回転軸１１に外嵌固定されている。
他方側ハウジング４１は、台座１４（固定部）に固定され、円筒孔４１ａによって転がり軸受１０４の外輪１０４ｂを保持することで、回転軸１１の軸方向他方側を回転自在に支持する軸支持部を構成する。
【００３７】
また、底部４１ｂは、内輪１０４ａの軸方向他方側の側面１０４ａ１に対して隙間を置いた状態でスリーブ１１１に当接している。これにより、他方側ハウジング４１は、外輪１０４ｂが軸方向一方側から他方側へ移動するのを規制するとともに、内輪１０４ａや回転軸１１と非接触になっている。
【００３８】
中央ハウジング４２は、転がり軸受１０１と、転がり軸受１０４との間に配置された転がり軸受１０２，１０３を保持する。中央ハウジング４２は略円筒である。転がり軸受１０２は、内輪１０２ａ、及び外輪１０２ｂを有する深溝玉軸受である。転がり軸受１０３は、内輪１０３ａ、及び外輪１０３ｂを有する深溝玉軸受である。
中央ハウジング４２は、転がり軸受１０２，１０３を保持するための円筒孔４２ａを有する。円筒孔４２ａは、軸方向に貫通している。
【００３９】
外輪１０２ｂ，１０３ｂには、円筒状のスリーブ１１２が外嵌されている。
スリーブ１１２は、外輪１０２ｂの軸方向他方側の側面１０２ｂ１に当接する段差部１１２ａと、外輪１０３ｂの軸方向一方側の側面１０３ｂ１に当接する段差部１１２ｂとを有する。スリーブ１１２は、段差部１１２ａ，１１２ｂによって外輪１０２ｂ，１０３ｂの軸方向の間隔を規制する。
転がり軸受１０２，１０３は、スリーブ１１２を介在して円筒孔４２ａに保持されている。スリーブ１１２は、中央ハウジング４２の円筒孔４２ａに対して軸方向に摺動可能に設置されている。
内輪１０２ａ及び内輪１０３ａは、回転軸１１に外嵌固定されている。
中央ハウジング４２の鉛直方向上面（鉛直方向に台座１４とは反対側の面）には、第２荷重付与機構１３のアーム６４が固定されている。中央ハウジング４２は、アーム６４によって周方向に回転しないように固定されている。これにより、中央ハウジング４２は、転がり軸受１０２の外輪１０２ｂ，及び転がり軸受１０３の外輪１０３ｂを密封容器２に対して回転不能に保持する。つまり、中央ハウジング４２は、外輪１０２ｂ，１０３ｂを密封容器２に対して回転不能に保持する保持部を構成する。
【００４０】
転がり軸受１０１と、転がり軸受１０２との間には、環状部材４４が配置されている。環状部材４４は、回転軸１１の外周側に配置され、転がり軸受１０１と、転がり軸受１０２との間に介在している。
環状部材４４は、内輪１０１ａの軸方向他方側の側面１０１ａ１と、内輪１０２ａの軸方向一方側の側面１０２ａ１とに当接しており、内輪１０１ａ，１０２ａの軸方向の間隔を規制する。
【００４１】
転がり軸受１０３と、転がり軸受１０４との間には、環状部材４６が配置されている。環状部材４６は、回転軸１１の外周側に配置され、転がり軸受１０３と、転がり軸受１０４との間に介在している。
環状部材４６は、内輪１０３ａの軸方向他方側の側面１０３ａ１と、内輪１０４ａの軸方向一方側の側面１０４ａ２とに当接しており、内輪１０３ａ，１０４ａの軸方向の間隔を規制する。
【００４２】
〔第１荷重付与機構及び第２荷重付与機構について〕
図４は、試験部１０の上面図であり、加えて、第１荷重付与機構１２の周辺部分、及び第２荷重付与機構１３の周辺部分を断面図で示している。また、図５は、試験部１０の側面図であり、第２荷重付与機構１３の部分を断面で示している。
【００４３】
図４に示すように、第１荷重付与機構１２は、試験部１０の側方（軸方向一方側：紙面右側）に設けられており、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４に対して回転軸１１の軸方向に平行な方向に荷重（アキシアル荷重）を付与する。
第１荷重付与機構１２は、壁部３を貫通する第１開口４７に挿通される第１ビーム５０と、第１ビーム５０を回動可能に支持する第１支持部５２と、一方側ハウジング４０に保持されている転がり軸受１０１の外輪１０１ｂを軸方向に押圧する押圧部５４とを備える。
【００４４】
第１ビーム５０は、断面四角形の棒状の部材であり、壁部３に設けられた第１開口４７を通過して配置されている。第１ビーム５０の一端５０ｂは、密封容器２の内部に位置している。第１ビーム５０の他端５０ａは、密封容器２の外部に位置している。
第１支持部５２は、密封容器２の内部側に設けられている。第１支持部５２は、壁部３の内面に固定され第１ビーム５０の上下に配置された一対の支持部材５２ａと、一対の支持部材５２ａ及び第１ビーム５０を貫通するピン５２ｂとを備える。第１支持部５２は、ピン５２ｂを支点として第１ビーム５０を回転軸１１に垂直かつ回転軸１１の中心軸と交わらない中心軸を中心に回動可能に支持する。
これにより、第１支持部５２は、第１ビーム５０の一端５０ｂが回転軸１１の軸方向に平行な方向の成分を有して変位するように第１ビーム５０を支持する。
第１ビーム５０の一端５０ｂの側面には、押圧部５４に当接するパッド５０ｂ１が設けられている。
【００４５】
図３、図４を参照して、押圧部５４は、一端５０ｂと、転がり軸受１０１の外輪１０１ｂとの間に設けられている。押圧部５４は、転がり軸受１０１の外輪１０１ｂを軸方向の他方側に押圧する筒状部材５４ａと、第１ビーム５０のパッド５０ｂ１に当接するボール５４ｂとを備える。
筒状部材５４ａは、有底筒状に形成された金属製の部材であり、筒状部５４ａ１と、底部５４ａ２とを有する。筒状部５４ａ１の先端面５４ａ３は、外輪１０１ｂを保持するスリーブ１１０の軸方向一方側の端面１１０ａ１に当接している。
ボール５４ｂは、底部５４ａ２の軸方向一方側の端面に設けられている金属製の球状部材である。ボール５４ｂは、押圧部５４と、第１ビーム５０との接触面が点接触なるように設けられており、これにより、第１ビーム５０からの荷重を安定して押圧部５４に作用させることができる。
【００４６】
第１荷重付与機構１２の第１ビーム５０は、ピン５２ｂを支点とする「てこ」を構成する。よって、第１ビーム５０の他端５０ａに対して図４中の矢印の方向へ荷重を加えると、他端５０ａに加えられた荷重は一端５０ｂへ伝達し、押圧部５４を軸方向一方側から他方側へ押圧する。押圧部５４は、第１ビーム５０に押圧されることで、一方側ハウジング４０に保持される転がり軸受１０１の外輪１０１ｂの側面１０１ｂ１を、スリーブ１１０の環状突起１１０ａを介して軸方向一方側から他方側へ向けて押圧する。
【００４７】
また、図３に示すように、転がり軸受１０１の内輪１０１ａの側面１０１ａ１と、転がり軸受１０２の内輪１０２ａの側面１０２ａ１との間には、環状部材４４が介在している。
転がり軸受１０２の外輪１０２ｂの側面１０２ｂ１と、転がり軸受１０３の外輪１０３ｂの側面１０３ｂ１との間には、段差部１１２ａ及び段差部１１２ｂを有するスリーブ１１２が介在している。
さらに、転がり軸受１０３の内輪１０３ａの側面１０３ａ１と、転がり軸受１０４の内輪１０４ａの側面１０４ａ１との間には、環状部材４６が介在している。
【００４８】
そして、転がり軸受１０４の外輪１０４ｂの側面１０４ｂ１は、密封容器２に固定された他方側ハウジング４１の底部４１ｂに、スリーブ１１１の環状突起１１１ａを介して当接する。
このことから、密封容器２の外部の第１ビーム５０の他端５０ａに荷重を付与すると、付与した荷重は、密封容器２に固定されたピン５２ｂを支点として回動する第１ビーム５０を介して第１ビーム５０の一端５０ｂに伝わる。第１ビーム５０の一端５０ｂは密封容器２に固定された他方側ハウジング４１に対して、他端５０ａに付与された前記荷重を付与することになる。この結果、転がり軸受１０１の外輪１０１ｂと内輪１０１ａとの間に複数の玉を介してアキシアル荷重が付与され、転がり軸受１０２の内輪１０２ａと外輪１０２ｂとの間に複数の玉を介してアキシアル荷重が付与され、転がり軸受１０３の外輪１０３ｂと内輪１０３ａとの間に複数の玉を介してアキシアル荷重が付与され、転がり軸受１０４の内輪１０４ａと外輪１０４ｂとの間に複数の玉を介してアキシアル荷重が付与される。
【００４９】
図４及び図５に示すように、第２荷重付与機構１３は、試験部１０の鉛直方向上方（鉛直方向に台座１４とは反対側の方向）に設けられており、転がり軸受１００に対して回転軸１１の径方向に平行な荷重（ラジアル荷重）を付与する。
第２荷重付与機構１３は、壁部３を貫通する第２開口４８に挿通される第２ビーム６０と、第２ビーム６０を回動可能に支持する第２支持部６２と、第２ビーム６０と中央ハウジング４２とを繋ぐアーム６４とを備える。
【００５０】
第２ビーム６０は、断面四角形の棒状の部材であり、壁部３に設けられた第２開口４８を通過して配置されている。第２ビーム６０の一端６０ｂは、密封容器２の内部に位置している。第２ビーム６０の他端６０ａは、密封容器２の外部に位置している。
第２支持部６２は、密封容器２の内部側に設けられている。第２支持部６２は、壁部３の内面に固定され第２ビーム６０の左右に配置された一対の支持部材６２ａと、一対の支持部材６２ａ及び第２ビーム６０を貫通するピン６２ｂとを備える。第２支持部６２は、ピン６２ｂを支点として第２ビーム６０を回転軸１１と平行な中心軸を中心に回動可能に支持する。
これにより、第２支持部６２は、第２ビーム６０の一端６０ｂが回転軸１１の径方向の成分を有して変位するように第２ビーム６０を支持する。
アーム６４は、第２ビーム６０の一端６０ｂに回動可能に連結されている。アーム６４は、一端６０ｂから転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４の径方向に延びて中央ハウジング４２の鉛直方向上面に固定されている。
【００５１】
第２荷重付与機構１３の第２ビーム６０は、ピン６２ｂを支点とする「てこ」を構成する。よって、第２ビーム６０の他端６０ａに対して鉛直方向の荷重を加えると、他端６０ａに加えられた荷重は一端６０ｂへ伝達する。一端６０ｂへ伝達した荷重は、アーム６４を介して中央ハウジング４２に対してラジアル荷重として付与される。
【００５２】
中央ハウジング４２に保持されている転がり軸受１０２，１０３は、回転軸１１を支持している一方側ハウジング４０及び他方側ハウジング４１の間の位置に配置されている。
このため、例えば、中央ハウジング４２が台座１４に対して離れる方向に荷重を付与すると、当該中央ハウジング４２の転がり軸受１０２，１０３の外輪１０２ｂ，１０３ｂに対しては、鉛直方向（上方向）への荷重が付与され、一方側ハウジング４０及び他方側ハウジング４１に保持される転がり軸受１０１，１０４の内輪１０１ａ，１０４ａに対しては、その反力で鉛直方向（下方向）への荷重が付与される。
【００５３】
このことから、密封容器２の外部の第２ビーム６０の他端６０ａに荷重を付与すると、付与した荷重は、密封容器２に固定されたピン６２ｂを支点として回動する第２ビーム６０を介して第２ビーム６０の一端６０ｂに伝わる。第２ビーム６０の一端６０ｂは密封容器２に固定された一方側ハウジング４０と他方側ハウジング４１とに対して、他端６０ａに付与された前記荷重を付与することになる。この結果、転がり軸受１０１の外輪１０１ｂと内輪１０１ａとの間に複数の玉を介してラジアル荷重が付与され、転がり軸受１０２の内輪１０２ａと外輪１０２ｂとの間に複数の玉を介してラジアル荷重が付与され、転がり軸受１０３の外輪１０３ｂと内輪１０３ａとの間に複数の玉を介してラジアル荷重が付与され、転がり軸受１０４の内輪１０４ａと外輪１０４ｂとの間に複数の玉を介してラジアル荷重が付与される。
【００５４】
また、図４に示すように、第１ビーム５０の他端５０ａ側には、ベローズ７０が取り付けられている。ベローズ７０は、第１ビーム５０の外側面５０ｃと、第１開口４７との間を密封している。
ベローズ７０は、水素を透過させにくいゴムや金属等の弾性素材により形成された蛇腹部７１と、壁部３に固定された基端側固定部材７２と、第１ビーム５０に固定された先端側固定部材７３とを備える。
【００５５】
蛇腹部７１は、基端側固定部材７２及び先端側固定部材７３に密着固定されている。
さらに、基端側固定部材７２は、第１開口４７の周縁４７ａに沿った形状に環状に形成されており、周縁４７ａに沿って全周溶接されている。
先端側固定部材７３は、第１ビーム５０の外形形状に沿った形状に環状に形成されており、外側面５０ｃに対して全周溶接されている。
これにより、第１ビーム５０の外側面５０ｃと、第１開口４７との間は、ベローズ７０によって確実に密封される。
【００５６】
図４及び図５に示すように、第２ビーム６０の他端６０ａ側にも第１ビーム５０と同様、ベローズ８０が取り付けられている。ベローズ８０は、第２ビーム６０の外側面６０ｃと、第２開口４８との間を密封している。
ベローズ８０は、水素を透過させにくいゴムや金属等の弾性素材により形成された蛇腹部８１と、壁部３に固定された基端側固定部材８２と、第２ビーム６０に固定された先端側固定部材８３とを備える。
蛇腹部８１は、基端側固定部材８２及び先端側固定部材８３に密着固定されている。
さらに、基端側固定部材８２は、第２開口４８の周縁４８ａに沿った形状に環状に形成されており、周縁４８ａに沿って全周溶接されている。
先端側固定部材８３は、第２ビーム６０の外形形状に沿った形状に環状に形成されており、外側面６０ｃに対して全周溶接されている。
これにより、第２ビーム６０の外側面６０ｃと、第２開口４８との間は、ベローズ８０によって確実に密封される。
【００５７】
このように、本実施形態では、第１ビーム５０の外側面５０ｃと、第１開口４７との間を密封するベローズ７０を設け、第２ビーム６０の外側面６０ｃと、第２開口４８との間を密封するベローズ８０を設けたので、第１ビーム５０及び第２ビーム６０の動きを制限することなく第１開口４７及び第２開口４８を密封することができる。
【００５８】
〔試験装置の動作について〕
上記構成の転がり軸受用試験装置１を用いて転がり軸受の試験を行うには、まず、軸受保持装置４の試験部１０の回転軸１１、一方側ハウジング４０、他方側ハウジング４１、中央ハウジング４２、スリーブ１１０，１１１，１１２、環状部材４４，４６と、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４とを組み立てる。これにより、ハウジング４０，４１，４２に対して回転軸１１を密封容器２内で回転自在に支持する。
次いで、密封容器２内に雰囲気ガスとして水素ガスを導入するとともに、密封容器２の温度を所定の温度に設定した上で駆動装置６を動作させて回転軸１１を回転させる。これにより、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４の内輪は外輪に対して回転する。
【００５９】
ここで、回転軸１１を回転させている間に、第１荷重付与機構１２によって転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４の内輪と外輪との間にアキシアル荷重を付与するのと同時に、第２荷重付与機構１３によって中央ハウジング４２と台座１４との間にラジアル荷重を付与すれば、水素ガス雰囲気下において、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４にアキシアル荷重とラジアル荷重とを同時に負荷することができる。この結果、より実際の使用環境下に近い荷重条件を再現できる。
【００６０】
また、本実施形態では、第１ビーム５０及び第２ビーム６０によって、密封容器２の外部から転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４に荷重を付与し、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４へアキシアル荷重及びラジアル荷重を負荷できるので、荷重の負荷パターンや、負荷する荷重値等といった、荷重の負荷の仕方についての自由度を高めることができる。さらに、負荷荷重の経時変化を、第１ビーム５０及び第２ビーム６０を通じて密封容器２の外部からアキシアル荷重とラジアル荷重とに分けてモニタすることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、中央ハウジング４２に保持される転がり軸受１０２，１０３だけでなく、回転軸１１を支持する転がり軸受１０１，１０４についても試験対象とすることができる。よって、一度の試験で多数の転がり軸受１００の試験を行うことができる。
【００６２】
〔他の実施形態について〕
図６は、他の実施形態に係る転がり軸受用試験装置の全体構成を示す図である。図６では、密封容器２に接続されている配管を線図とすることで簡略化して示している。また、配管に沿って示した矢印は、配管を通過するガスが流れる方向を示している。
本実施形態の転がり軸受用試験装置１は、密封容器２の内部雰囲気を攪拌するための回転ファンを有していない点、及び、密封容器２の内部の水素ガスを吸引し、再度密封容器２の内部に吐出するための吸引吐出装置９２を備える点において、上述の実施形態と相違する。
【００６３】
本実施形態の密封容器２の壁部３には、上記実施形態における導入パイプ２ｃ及び排気パイプ２ｄに代えて、第１排気口２ｉ、第２排気口２ｊ、第１供給口２ｋ、及び第２供給口２ｍが設けられている。第１排気口２ｉ、第２排気口２ｊ、第１供給口２ｋ、及び第２供給口２ｍは、密封容器２の内外を連通している。
第１排気口２ｉには、屋外へ繋がる排気管８５が接続されている。排気管８５は、第１排気口２ｉと屋外とを繋ぎ、密封容器２の内部の水素ガスを屋外へ導く。排気管８５には、開閉バルブ８５ａが設けられている。排気する必要がない場合、開閉バルブ８５ａは閉鎖される。
【００６４】
第２排気口２ｊには、排気管８５に繋がるバイパス管８６が接続されている。バイパス管８６には、開閉バルブ８６ａと、水素濃度計８６ｂとが設けられている。水素濃度計８６ｂは、密封容器２の内部における水素ガス濃度を測定するための装置である。通常、開閉バルブ８６ａは閉鎖される。
水素濃度計８６ｂによって水素ガス濃度を測定する際、密封容器２のガスを少量サンプリングし、そのガス中に含まれる水素濃度を測定する。
よって、雰囲気ガスの水素濃度を測定する際、開閉バルブ８６ａは開放される。開閉バルブ８６ａが開放されると、密封容器２内のガスが水素濃度計８６ｂに導かれてサンプリングされ、水素濃度の測定が行われる。水素濃度の測定は、例えば、試験中において、数分間隔で行われる。
【００６５】
第１供給口２ｋには、密封容器２の外部に設置された窒素ガス供給装置８７に繋がる第１供給管８８が接続されている。窒素ガス供給装置８７は、窒素ボンベや、開閉バルブ、流量計等を含み、第１供給管８８を介して密封容器２の内部に窒素ガスを供給する。第１供給管８８は、窒素ガス供給装置８７からの窒素ガスを第１供給口２ｋへ導く。第１供給管８８により導かれた窒素ガスは第１供給口２ｋから密封容器２の内部へ供給される。第１供給管８８には、圧力計８８ａと、レギュレータ８８ｂとが設けられている。圧力計８８ａは、窒素ガス供給装置８７側の圧力を測定する。レギュレータ８８ｂは、窒素ガスの供給圧力を調整する機能を有する。窒素ガス供給装置８７から供給される窒素ガスは、主として、密封容器２の内部をパージするために用いられる。
【００６６】
第２供給口２ｍには、密封容器２の外部に設置された水素ガス供給装置８９に繋がる第２供給管９０が接続されている。水素ガス供給装置８９は、水素ボンベや、開閉バルブ、流量計等を含み、第２供給管９０を介して密封容器２の内部に水素ガスを供給する。第２供給管９０は、水素ガス供給装置８９からの水素ガスを第２供給口２ｍへ導く。第２供給管９０により導かれた水素ガスは第２供給口２ｍから密封容器２の内部へ供給される。第２供給管９０には、圧力計８９ａと、レギュレータ８９ｂとが設けられている。圧力計８９ａは、水素ガス供給装置８９側の圧力を測定する。レギュレータ８９ｂは、水素ガスの供給圧力を調整する機能を有する。密封容器２の内部に水素ガスを供給する際、レギュレータ８９ｂによって水素ガスの供給圧力が調整される。
【００６７】
また、第２供給管９０には、第２供給管９０を通過する水素ガスを加熱又は冷却するための供給ガス加熱冷却装置９１が設けられている。供給ガス加熱冷却装置９１は、加熱器９１ａと、冷却器９１ｂとを含む。加熱器９１ａ及び冷却器９１ｂは、第２供給管９０に設けられた熱交換器等を介して、第２供給管９０を通過する水素ガスを加熱又は冷却する。
【００６８】
ここで、試験中においては、水素濃度を測定するために密封容器２内のガスをサンプリングするが、サンプリングした分だけ水素ガスを追加的に補充する必要がある。
試験中の密封容器２の内部に水素ガスを供給する場合、供給される水素ガスの温度と、密封容器２内の水素ガスの温度との間に乖離があると、密封容器２内の水素ガスの温度が変動し、それに伴って密封容器２の温度が変動する。密封容器２の温度が変動すると、第１荷重付与機構１２及び第２荷重付与機構１３にも温度の変動に伴う影響が及び、転がり軸受に付与する荷重にばらつきが生じることがある。
【００６９】
これに対し、本実施形態では、第２供給管９０に、第２供給管９０を通過する水素ガスを加熱又は冷却するための供給ガス加熱冷却装置９１が設けられているので、密封容器２内へ供給される水素ガスの温度を、密封容器２内へ供給される前に、密封容器２内のガスの温度に合わせるように調整することができ、水素ガスを供給することによる密封容器２の温度変動を抑制することができる。この結果、転がり軸受に付与する荷重のばらつきを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態の密封容器２の壁部３には、導出口２ｐと、導入口２ｑとが設けられている。導出口２ｐ及び導入口２ｑは、密封容器２の内外を連通している。
導出口２ｐには、吸引吐出装置９２に繋がる導出管９３が接続されている。
また、導入口２ｑには、吸引吐出装置９２に繋がる導入管９４が接続されている。
吸引吐出装置９２は、例えば、ブロアであり、吸引口９２ａから水素ガスを吸引し、吐出口９２ｂから吐出する。
導出管９３は、導出口２ｐと、吸引吐出装置９２の吸引口９２ａとを繋ぐ。導出管９３は、導出口２ｐから吸引される水素ガスを吸引吐出装置９２の吸引口９２ａへ導く。
また、導入管９４は、導入口２ｑと、吸引吐出装置９２の吐出口９２ｂとを繋ぐ。導入管９４は、吸引吐出装置９２の吐出口９２ｂから吐出される水素ガスを導入口２ｑへ導く。
【００７１】
よって、吸引吐出装置９２は、導出口２ｐから密封容器２内の水素ガスを吸引し、吸引した水素ガスを導入口２ｑから密封容器２内へ吐出する。
これにより、密封容器２の内部に水素ガスの気流を発生させることができ、密封容器２の内部の水素ガスを攪拌することができる。
また、本実施形態では、密封容器２の内部に回転ファン等を設けることなく攪拌することができるので、密封容器２のサイズの小型化も可能となる。
なお、吸引吐出装置９２は、ブロアに限定されることはなく、ファン、ポンプ等、同様の機能を有するものを用いることができる。
【００７２】
導入管９４には、導入管９４を通過する水素ガスを加熱又は冷却するための雰囲気ガス加熱冷却装置９５が設けられている。雰囲気ガス加熱冷却装置９５は、加熱器９５ａと、冷却器９５ｂとを含む。加熱器９５ａ及び冷却器９５ｂは、導入管９４に設けられた熱交換器等を介して、導入管９４を通過する水素ガスを加熱又は冷却する。
【００７３】
これにより、加熱又は冷却された水素ガスが導入口２ｑから密封容器２の内部に吐出される。よって、例えば、密封容器２の外部から間接的に水素ガスを加熱又は冷却して温度調整する場合と比較して、密封容器２内の水素ガスの温度の調整を効率よく行うことができる。
【００７４】
導入口２ｑは、台座１４よりも鉛直方向下方に設けられている。
一方、導出口２ｐは、導入口２ｑよりも鉛直方向上方に設けられている。
図７は、導出口２ｐと、試験部１０に含まれる転がり軸受１００との位置関係を示す図である。図７では、導出口２ｐと、転がり軸受１００との間の鉛直方向における位置関係を示している。
【００７５】
図７に示すように、導出口２ｐの鉛直方向下端２ｐ１は、中央ハウジング４２に保持された転がり軸受１０２，１０３の外輪軌道１０２ｂ２，１０３ｂ２の鉛直方向最上端１０２ｂ３，１０３ｂ３よりも鉛直方向上方である。
【００７６】
また、導出口２ｐの鉛直方向下端２ｐ１は、軸支持部を構成する一方側ハウジング４０及び他方側ハウジング４１に保持された転がり軸受１０１，１０４の外輪軌道１０１ｂ２，１０４ｂ２の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０４ｂ３よりも鉛直方向上方である。
【００７７】
つまり、導出口２ｐは、転がり軸受１０２，１０３の外輪軌道１０２ｂ２，１０３ｂ２の鉛直方向最上端１０２ｂ３，１０３ｂ３、及び一対の軸支持部の摺動部を構成する外輪軌道１０１ｂ２，１０４ｂ２の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０４ｂ３のいずれよりも鉛直方向上方に設けられている。
【００７８】
ここで、転がり軸受の試験を行うと、転がり軸受や転がり軸受を支持する軸支持部は摩耗し、摩耗粉を生じさせる。このような摩耗粉を含む水素ガスを吸引吐出装置９２が吸引すると、吸引吐出装置９２の故障原因になるおそれがある。
これに対して、本実施形態の導出口２ｐは、転がり軸受１０２，１０３の外輪軌道１０２ｂ２，１０３ｂ２の鉛直方向最上端１０２ｂ３，１０３ｂ３、及び一対の軸支持部の摺動部を構成する外輪軌道１０１ｂ２，１０４ｂ２の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０４ｂ３のいずれよりも鉛直方向上方に設けられる。
摩耗粉のほとんどは鉛直方向下方へ落下する。このため、導出口２ｐから吸引される導出口２ｐ近傍の水素ガスには摩耗粉が混入し難い。これにより、吸引吐出装置９２が摩耗粉を吸引するのを抑制でき、摩耗粉が吸引吐出装置９２に対して影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００７９】
本実施形態では、転がり軸受１０１，１０２，１０３，１０４が同一のサイズの深溝玉軸受であるため、それぞれの外輪軌道の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０２ｂ３，１０３ｂ３，１０４ｂ３は、鉛直方向における位置がほぼ同じとなるが、軸支持部を構成する転がり軸受１０１，１０４と、転がり軸受１０２，１０３との間でサイズや軸受の種類が異なることにより、外輪軌道の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０２ｂ３，１０３ｂ３，１０４ｂ３は、鉛直方向における位置が異なる場合もありうる。
このような場合においても、導出口２ｐは、転がり軸受１０２，１０３の外輪軌道１０２ｂ２，１０３ｂ２の鉛直方向最上端１０２ｂ３，１０３ｂ３、及び一対の軸支持部が有する摺動部である外輪軌道１０１ｂ２，１０４ｂ２の鉛直方向最上端１０１ｂ３，１０４ｂ３のいずれよりも鉛直方向上方に設けられる。これにより、摩耗粉が吸引吐出装置９２に対して影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、導入口２ｑを台座１４よりも鉛直方向下方に設けた場合を例示したが、導入口２ｑは、少なくとも導出口２ｐよりも鉛直方向下方であればよい。
但し、本実施形態のように、導入口２ｑを台座１４よりも鉛直方向下方に設けることにより、導出口２ｐと導入口２ｑとを適度に離間して設けることができ、密封容器２の内部の水素ガスの攪拌をより効果的に行うことができる。
【００８１】
〔その他〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはない。
上記実施形態では、雰囲気ガスとして水素ガスを用いた場合を例示したが、実際の使用環境を再現したり、加速試験のための環境を作ったりするために、他のガスを用いてもよい。
また、上記実施形態では、一方側ハウジング４０及び他方側ハウジング４１がそれぞれ１つの転がり軸受１０１及び転がり軸受１０４を保持した場合を例示したが、２個以上の転がり軸受を保持してもよい。
また、中央ハウジング４２については２つの転がり軸受１０２，１０３を保持する場合を例示したが、１つの転がり軸受を保持するようにしてもよいし、３個以上の転がり軸受を保持するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、一方側ハウジング４０に対して回転軸１１を転がり軸受１０１で回転可能に支持するとともに、他方側ハウジング４１に対して回転軸１１を転がり軸受１０４で回転可能に支持していたが、転がり軸受１０１，１０４の少なくとも一方を、アキシアル方向の荷重とラジアル方向の荷重とを支持できる滑り軸受としてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、転がり軸受として深溝玉軸受の場合を例示したが、内外輪を有する転がり軸受であればよく、アンギュラ玉軸受、テーパローラ軸受等、他の転がり軸受であっても適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１：転がり軸受用試験装置        ２：密封容器          ２ｍ：第２供給口
２ｐ：導出口                    ２ｑ：導入口          ３：壁部
６：駆動装置                    １１：回転軸          １２：第１荷重付与機構
１３：第２荷重付与機構          １４：台座            １６：非接触カップリング
４０：一方側ハウジング          ４１：他方側ハウジング  ４２：中央ハウジング
４２ａ：円筒孔                  ４４：環状部材        ４７：第１開口
４８：第２開口                  ５０：第１ビーム    ５０ａ：他端
５０ｂ：一端                    ５０ｃ：外側面        ５２：第１支持部
５４：押圧部                    ６０：第２ビーム      ６０ａ：他端
６０ｂ：一端                    ６０ｃ：外側面        ６２：第２支持部
６４：アーム                    ７０：ベローズ        ８０：ベローズ
９０：第２供給管                ９１：供給ガス加熱冷却装置
９２：吸引吐出装置              ９４：導入管
９５：雰囲気ガス加熱冷却装置    １００：転がり軸受    １０１：転がり軸受
１０１ａ：内輪                  １０１ｂ：外輪        １０１ｂ２：外輪軌道
１０１ｂ３：鉛直方向最上端      １０２：転がり軸受    １０２ａ：内輪
１０２ｂ２：外輪軌道            １０２ｂ３：鉛直方向最上端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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