(57)【要約】【課題】予測精度に優れ、軸受構成部材の硬さを変更する場合にも対応できる、軸受損傷形態の予測方法及びピーリング寿命の予測方法を提供する。【解決手段】軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとから、該軸受の運転において該構成部材に発生する損傷の形態を予測する。また、軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び該構成部材と該他の構成部材の表面粗さから、該軸受の運転における該構成部材のピーリング寿命を予測する。【選択図】図１
2014167421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の損傷の形態を予測する方法であって、
軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとから、該軸受の運転において該構成部材に発生する損傷の形態を予測することを特徴とする軸受損傷形態の予測方法。
【請求項２】
前記接触が、前記構成部材の平滑面と前記他の構成部材の粗面との転がり接触であることを特徴とする請求項１記載の軸受損傷形態の予測方法。
【請求項３】
前記損傷がピーリング、フレーキング、摩耗、スミアリングのうち、いずれの形態であるかを予測することを特徴とする請求項１または請求項２記載の軸受損傷形態の予測方法。
【請求項４】
実験結果を基に予め作成された、接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとを座標軸とし、損傷の形態の別により領域区分した損傷形態図を用いて予測することを特徴とする請求項３記載の軸受損傷形態の予測方法。
【請求項５】
軸受の運転開始後に軸受の構成部材にピーリングが確認されるまでの負荷回数であるピーリング寿命を予測する方法であって、
軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び該構成部材と該他の構成部材の表面粗さから、該軸受の運転における前記ピーリング寿命を予測することを特徴とするピーリング寿命の予測方法。
【請求項６】
前記接触が、前記構成部材の平滑面と前記他の構成部材の粗面との転がり接触であることを特徴とする請求項５記載のピーリング寿命の予測方法。
【請求項７】
実験結果を基に予め作成された、接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び表面粗さを入力としピーリング寿命を出力とする実験式を用いて、前記ピーリング寿命を予測することを特徴とする請求項５または請求項６記載のピーリング寿命の予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の運転において発生する軸受構成部材の表面損傷の形態を予測する方法に関する。また、本発明は、表面損傷としてピーリングの発生が予測される場合において、軸受構成部材のピーリングが発生するまでの負荷回数（以降、ピーリング寿命）を予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の表面損傷はフレーキング、ピーリング、摩耗、スミアリングに大別できる。このうち、フレーキングは、転がり軸受が荷重を受けて運転されたとき転がり接触の繰返し数がある値を越えると軌道面や転動体の表面がうろこ状にはがれる現象であり、この現象の発生をもって転がり軸受の定格寿命が決められる。
【０００３】
ピーリングは、転がり接触の繰返し数がある値を越えると表面が数μｍから１０μｍの深さではく離する現象である。ピーリングの発生がよく見られる例としては、潤滑油膜が不十分な状態での粗面と平滑面との転動により、平滑面側に生じる場合が挙げられる。ピーリング損傷寿命を向上させ、軸受の長寿命化を図ることのできる軸受構成部材の研究が従来よりなされている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
スミアリングは、転がり軸受の表面に生じた微小な焼付きが集合したものである。スミアリングの原因としては、転動体の転がり運動中に滑りが生じ、これに対して潤滑剤の性能が不足していることが考えられる。スミアリング損傷を防止するべく滑りを発生させないように、運転条件、軸受寿命等を考慮し、円筒ころ軸受にラジアル方向の予圧を与えることが行われている。また、予圧を常時付与するスミアリング対策方法を適用しない、スミアリング損傷防止装置も研究されている（特許文献３参照）。
【０００５】
このように軸受の表面損傷にはいくつかの種類があるため、軸受の設計において、軸受に上記のいずれの表面損傷が発生するかを予測することは重要である。そこで、転がり接触する軸受構成部材の表面粗さから、軸受の運転において発生する表面損傷の形態を予測することが考えられている。予め２円筒試験機等による転動実験によって、転がり接触する部材の表面粗さと運転の結果発生する表面損傷の形態との対応関係を調査し、得られた対応関係を基にして、予測対象の軸受において、転がり接触する軸受構成部材の表面粗さから、発生する表面損傷の形態を予測する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１９６６５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１９９９５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、転がり接触する軸受構成部材の表面粗さから、軸受の運転において発生する表面損傷を予測する上記の予測方法では、軸受の設計において軸受構成部材の硬さを変更すると、変更前の硬さに対して実験して得た表面粗さと表面損傷との対応関係データが、変更後の硬さに対しては有効でないため、予測ができなくなるという問題がある。また、実際の表面接触状態をより正確に反映させて、予測精度を更に向上させることが望まれている。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、予測精度に優れ、軸受構成部材の硬さを変更する場合にも対応できる、軸受損傷形態の予測方法及びピーリング寿命の予測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】
【０００９】
本発明の軸受損傷形態の予測方法は、軸受の損傷の形態を予測する方法であり、軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとから、該軸受の運転において該構成部材に発生する損傷の形態を予測することを特徴とする。
【００１０】
上記の塑性指数ψは、ψ＝（Ｅ／Ｈ）（Ｒｑ／Ｒ）０．５で与えられる量である。ここで、Ｒｑは等価粗面の自乗平均粗さ、Ｒは等価粗面の突起先端の曲率半径、Ｅは等価ヤング率、Ｈは硬さである。各記号は以下の式で与えられる。
等価粗面の自乗平均粗さＲｑ
Ｒｑ＝（Ｒｑ１２＋Ｒｑ２２）０．５
等価粗面の突起先端の曲率半径Ｒ
Ｒ＝（Ｒ１２＋Ｒ２２）０．５
等価ヤング率
（１／Ｅ）＝（１／２）（（１−ν１２）／Ｅ１＋（１−ν２２）／Ｅ２）
ここで、Ｒｑ１およびＲｑ２は接触２物体の自乗平均表面粗さ、Ｒ１およびＲ２は接触２物体の突起先端の曲率半径、ν１およびν２は接触２物体のポアソン比、Ｅ１およびＥ２は接触２物体のヤング率であり、下付き添え字１と２は２物体の物体番号を表す。
【００１１】
上記の軸受損傷形態の予測方法は、上記接触が、上記構成部材の平滑面と上記他の構成部材の粗面との転がり接触であることを特徴とする。
【００１２】
上記の軸受損傷形態の予測方法は、上記損傷がピーリング、フレーキング、摩耗、スミアリングのうち、いずれの形態であるかを予測することを特徴とする。
【００１３】
上記の軸受損傷形態の予測方法は、実験結果を基に予め作成された、接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとを座標軸とし、損傷の形態の別により領域区分した損傷形態図を用いて予測することを特徴とする。
【００１４】
本発明のピーリング寿命の予測方法は、軸受の運転開始後に軸受の構成部材にピーリングが確認されるまでの負荷回数であるピーリング寿命を予測する方法であり、軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び該構成部材と該他の構成部材の表面粗さから、該軸受の運転における該構成部材のピーリング寿命を予測することを特徴とする。
【００１５】
上記のピーリング寿命の予測方法は、上記接触が、上記構成部材の平滑面と上記他の構成部材の粗面との転がり接触であることを特徴とする。
【００１６】
上記のピーリング寿命の予測方法は、実験結果を基に予め作成された、接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び表面粗さを入力としピーリング寿命を出力とする実験式を用いて、上記ピーリング寿命を予測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の軸受損傷形態の予測方法は、軸受構成部材間の接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとに基づいて予測する方法である。軸受構成部材の硬さを変更する場合、硬さの変更は塑性指数の変更として反映され、変更後の塑性指数を用いることで変更後の表面損傷形態を予測することができる。こうして、本発明の軸受損傷形態の予測方法は、軸受構成部材の硬さの変更にも対応できる。また、本発明の軸受損傷形態の予測方法は、表面粗さに加えて、硬さ、ヤング率等の情報を因子として含む塑性指数を用いるので、表面粗さによる従来の予測方法に比べ、予測精度の向上が得られる。
【００１８】
本発明のピーリング寿命の予測方法は、軸受構成部材間の接触における接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び表面粗さに基づいて予測する方法である。軸受構成部材の硬さを変更する場合、硬さの変更は塑性指数の変更として反映され、変更後の塑性指数を用いることで変更後のピーリング寿命を予測することができる。こうして、本発明のピーリング寿命の予測方法は、軸受構成部材の硬さの変更にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の軸受損傷形態の予測方法の一実施例で用いられる損傷形態図の概略図である。
【図２】本発明の軸受損傷形態の予測方法の一実施例で予め行う実験に用いられる２円筒試験機の概略図である。
【図３】上記２円筒試験機に使用される駆動側のストレート試験片（（ａ））および従動側のＲ６０試験片（（ｂ））の断面図である。
【図４】上記従動側のＲ６０試験片の各負荷回数における接触部の光学顕微鏡観察像である。
【図５】上記実験における負荷回数に対する等価粗面の自乗平均粗さを示すグラフである。
【図６】上記実験における負荷回数に対する塑性指数を示すグラフである。
【図７】上記実験における負荷回数に対する等価粗面の突起先端の曲率半径を示すグラフである。
【図８】本発明のピーリング寿命の測定方法の一実施例で用いられるピーリング寿命の実験式のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の軸受損傷形態の予測方法は、軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子するパラメータとから、該軸受の運転において該構成部材に発生する損傷の形態を予測する。上記接触圧力と、上記塑性指数または塑性指数を因子するパラメータに加え、該接触に関わる更なるパラメータを考慮してもよい。上記軸受としては転がり軸受が挙げられ、該接触としては転がり接触が挙げられ、上記構成部材及び他の構成部材としては、軸受の内輪、外輪などの軌道輪、玉やころなどの転動体、および保持器から選ばれた組合せが挙げられる。上記接触圧力としては、ヘルツの最大接触圧力が挙げられる。
【００２１】
上記の塑性指数ψは、ψ＝（Ｅ／Ｈ）（Ｒｑ／Ｒ）０．５で与えられる量である。ここで、Ｒｑは等価粗面の自乗平均粗さ、Ｒは等価粗面の突起先端の曲率半径、Ｅは等価ヤング率、Ｈは硬さである。各記号は以下の式で与えられる。
等価粗面の自乗平均粗さＲｑ
Ｒｑ＝（Ｒｑ１２＋Ｒｑ２２）０．５
等価粗面の突起先端の曲率半径Ｒ
Ｒ＝（Ｒ１２＋Ｒ２２）０．５
等価ヤング率
（１／Ｅ）＝（１／２）（（１−ν１２）／Ｅ１＋（１−ν２２）／Ｅ２）
ここで、Ｒｑ１およびＲｑ２は接触２物体の自乗平均表面粗さ、Ｒ１およびＲ２は接触２物体の突起先端の曲率半径、ν１およびν２は接触２物体のポアソン比、Ｅ１およびＥ２は接触２物体のヤング率であり、下付き添え字１と２は２物体の物体番号を表す。
【００２２】
予測対象となる損傷としては、軸受の運転開始後、最初に上記構成部材に発生する損傷が挙げられる。例えば、軸受の運転開始後、軸受の振動値が最初に所定の大きさを越えた時点で、顕微鏡等により上記構成部材の表面に確認される損傷である。所定の大きさとしては、運転初期における振動値の所定倍（例えば５倍）が挙げられる。またこのほか、予め軸受の用途などを考慮し設定した基準時刻における損傷が挙げられる。
【００２３】
軸受の構成部材の損傷形態には、摩擦に伴い表面から物質が徐々に失われる現象である摩耗のほか、転がり接触の繰返し数がある値を越えると表面が数μｍから１０μｍの深さではく離する現象であるピーリング、転がり軸受が荷重を受けて運転されたとき転がり接触の繰返し数がある値を越えると軌道面や転動体の表面がうろこ状にはがれる現象であるフレーキング、転がり軸受の表面に生じた微小な焼付きが集合したもので、転がり運動にすべり運動が加わって生じることがあるスミアリングがある。
【００２４】
本発明の軸受損傷の予測は、接触における接触圧力と塑性指数（または塑性指数を因子とするパラメータ）との組に対して、そのときに軸受の構成部材に発生するピーリング、フレーキング、摩耗、スミアリングなどの損傷形態の別を予測する方式が好ましい。
【００２５】
ピーリングの発生がよく見られる例としては、潤滑油膜が不十分な状態での粗面と平滑面との転動により、平滑面側に生じる場合が挙げられる。そこで、本発明の軸受損傷形態の予測方法の一実施形態として、軸受の構成部材が平滑面を有し該軸受の他の構成部材が粗面を有して、これらの面が転がり接触する場合において、該接触における接触圧力と、塑性指数または塑性指数を因子とするパラメータとから、該軸受の運転において該構成部材の該平滑面に発生する損傷の形態を予測することが挙げられる。本発明において、平滑面と粗面の語は、相対的な粗さの大小を表す。例としては、算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さＲｑ等に関し、粗面が平滑面の１０倍以上の粗さである場合、粗面が平滑面の５倍以上の粗さである場合、粗面が平滑面の３倍以上の粗さである場合、粗面が０．１μｍ以上で平滑面が０．１μｍ未満である場合が挙げられる。
【００２６】
一般に、十分な潤滑膜が形成されている転がり軸受はフレーキングにより寿命に至るが、潤滑膜が不十分な場合には、ピーリングやスミアリングなどの表面損傷が生じる。そこで、本発明の軸受損傷形態の予測方法は、潤滑膜が不十分な場合を主な対象とし、油膜パラメータが３以下のとき、特に１以下のときに有用である。あるいは、境界潤滑や混合潤滑の場合に有用である。
【００２７】
本発明の実施形態としては、予め実験結果に基づいて、接触圧力と塑性指数（または塑性指数を因子とするパラメータ）との組に対して損傷の形態を対応づけた情報を有する予測手段を作成し、該予測手段を予測対象の軸受に適用する形が挙げられる。特に、実験結果を基に予め作成された、接触圧力と塑性指数（または塑性指数を因子とするパラメータ）とを座標軸とし損傷の形態の別により領域区分した損傷形態図を予測手段として用いることが好ましい。
【００２８】
予め行う実験としては、２円筒試験機や軸受などの実験装置を用いた実験が挙げられる。上記予測手段の作成において、接触圧力と塑性指数（または塑性指数を因子とするパラメータ）との組に対して対応づけられる損傷の形態としては、運転の開始後、最初に発生する損傷の形態が挙げられる。例えば、当該設定値で運転を開始された実験装置の振動値を測定し、この振動値が所定の大きさを最初に越えた時点で顕微鏡等により確認される表面損傷の形態である。所定の大きさとしては、運転初期における振動値の所定倍（例えば５倍）が挙げられる。またこのほか、予め軸受の用途などを考慮し設定した基準時刻における損傷の形態が挙げられる。
【００２９】
上記の損傷形態図は、例えば、サンプルとなるいくつかの接触圧力と塑性指数（または塑性指数を因子とするパラメータ）との組において発生する損傷の形態の別を調べたのち、その結果を補完処理して得られる。
【００３０】
上記の損傷形態図の一例としては、図１に示されているような、接触圧力（最大接触圧力Ｐｍａｘ）を縦軸、塑性指数を横軸とし、区分された領域に対応する損傷の形態を表示した平面図が挙げられる。
【００３１】
上記の損傷形態図を作成するために行う実験の一例を以下に記す。下記実験は、軸受鋼（ＳＵＪ２）を対象にした表面損傷の生成過程を観察するものであり、ピーリングの発生が観察されたケースである。
【００３２】
試験は図２に示す２円筒試験機で行った。上下の回転軸のうち、下側の軸をベルト４を介してモータ５を駆動した。上軸は、試験片１の接触部のトラクションにより従動する。試験片１は軸中央のテーパ部に幅押えで取り付け、軸の左右両端はハウジングに取り付けられた軸受によって支持される。上下の軸間距離は４０ｍｍである。試験片１はバネ３によって押し付けられつつ接触している。潤滑油は試験片１の接触部付近に給油口２から循環供給される。
【００３３】
実験には図３および表１に示す円筒形状の試験片を使用した。駆動軸側には接触部の断面が直線状の試験片(ストレート試験片、図３（ａ）)を、従動側には接触部の断面が円弧状である試験片(Ｒ６０試験片、図３（ｂ）)を装着した。０．０６μｍＲａの試験片の外径面は超仕上げ加工、また０．３３μｍＲａの試験片は研削加工によるものである。また表面粗さ測定には非接触式のレーザー顕微鏡を用いた。
【００３４】
試験条件を表２に示す。潤滑はＶＧ２の低粘度な無添加の潤滑油を使用し、境界潤滑とした。負荷回数は、１０３回から１０５回に設定した。
【００３５】
【表１】
2014167421.tif 000003
【００３６】
【表２】
2014167421.tif 000004
【００３７】
駆動側のストレート試験片に比べ、表面の変化が大きい従動側Ｒ試験片の各負荷回数における接触部の光学顕微鏡観察像を図３に示す。図４（ａ）の実験前の表面に確認される加工目は、図４（ｂ）および図４（ｃ）の負荷回数が１０３回、１０４回において徐々に減少する。図４（ｃ）ではわずかにピーリングが生成している。その後、図４（ｄ）の負荷回数１０５回では、接触部全域にピーリングが広がる。
【００３８】
図５に、各負荷回数における等価粗面の自乗平均粗さＲｑを示す。全域のピーリングが生じるとＲｑは大きく増加する。
【００３９】
上記で定義した、突起間接触の過酷度を推定するために算出した塑性指数ψ＝（Ｅ／Ｈ）（Ｒｑ／Ｒ）０．５を図６に示す。この計算に必要となる等価粗面の突起先端の曲率半径Ｒを図７に示す。等価粗面の突起先端のＲは１０３回の負荷回数で最大となりその後減少する。塑性指数は１０３回から１０４回の負荷回数において２を下回り、弾性的な接触状態にかなり近づく。その後はピーリングが進展した１０５回においては再び塑性的な接触状態となる。
【００４０】
１０３回において粗さが低下したにもかかわらず１０４回においてピーリングが生じ始めている。これらの条件では、粗さが低下したため、突起間干渉は弾性的な接触状態に近い。すなわち初期の突起間干渉においては、局所的な塑性変形と転がり疲れが進行し、１０４回の負荷を受けたところで、微小なはく離が生じたと理解される。
【００４１】
この実験では、１０３回以前の初期のころがり接触において、繰り返し負荷による疲れが接触表面の近傍で生じ、ピーリングに至っている。このように、運転初期すなわち運転開始前における塑性指数が、ピーリングの発生に大きな影響を及ぼすことがわかる。
【００４２】
この実験の開始時の２円筒間接触における塑性指数と最大接触圧力との組に対して、損傷形態としてピーリングが対応するように、最大接触圧力と塑性指数とを座標軸とする平面に色分けプロットした。塑性指数と最大接触圧力との組を種々変更して同様の実験を行ない、損傷形態図を作成する。
【００４３】
本発明のピーリング寿命の予測方法は、軸受の構成部材と該軸受の他の構成部材との接触における接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び該構成部材と該他の構成部材の表面粗さから、該軸受の運転における該構成部材のピーリング寿命を予測する。上記軸受としては転がり軸受が挙げられ、該接触としては転がり接触が挙げられ、上記構成部材及び他の構成部材としては、軸受の内輪、外輪などの軌道輪、玉やころなどの転動体、および保持器から選ばれた組合せが挙げられる。上記接触圧力としては、ヘルツの最大接触圧力が挙げられる。上記の表面粗さとしては、算術平均粗さＲａ、二乗平均粗さＲｑ等が挙げられる。
【００４４】
上記の塑性指数ψは、ψ＝（Ｅ／Ｈ）（Ｒｑ／Ｒ）０．５で与えられる量である。ここで、Ｒｑは等価粗面の自乗平均粗さ、Ｒは等価粗面の突起先端の曲率半径、Ｅは等価ヤング率、Ｈは硬さである。各記号は以下の式で与えられる。
等価粗面の自乗平均粗さＲｑ
Ｒｑ＝（Ｒｑ１２＋Ｒｑ２２）０．５
等価粗面の突起先端の曲率半径Ｒ
Ｒ＝（Ｒ１２＋Ｒ２２）０．５
等価ヤング率
（１／Ｅ）＝（１／２）（（１−ν１２）／Ｅ１＋（１−ν２２）／Ｅ２）
ここで、Ｒｑ１およびＲｑ２は接触２物体の自乗平均表面粗さ、Ｒ１およびＲ２は接触２物体の突起先端の曲率半径、ν１およびν２は接触２物体のポアソン比、Ｅ１およびＥ２は接触２物体のヤング率であり、下付き添え字１と２は２物体の物体番号を表す。
【００４５】
上記すべり割合は、軸受の運動で上記構成部材と上記他の構成部材との間で起こるすべりにおいて、これらの部材のうち早い側の速度を遅い側の速度で割った値である。すべりが無い場合は１である。
【００４６】
本発明におけるピーリング寿命は、軸受の運転開始後、軸受の構成部材の表面においてピーリングの発生した表面の割合がある一定値を超えるまでの負荷回数を表す。例えば、軸受の運転開始後、軸受の振動値が最初に所定の大きさを越えた時点で顕微鏡等により上記構成部材の表面を観察し、ピーリングが発生した表面の割合が一定値を超えたことが確認された場合に、運転の開始時刻から当該時点までの負荷回数をピーリング寿命とする。所定の大きさとしては、例えば、運転初期における振動値の所定倍（例えば５倍）が挙げられる。
【００４７】
軸受においてピーリングの発生がよく見られる例としては、上述のとおり、潤滑油膜が不十分な状態での粗面と平滑面との転動により、平滑面側に生じる場合が挙げられる。よって、本発明のピーリング寿命の予測方法の一実施形態としても、上記接触が、上記構成部材の平滑面と上記他の構成部材の粗面との転がり接触である場合が挙げられる。なお、平滑面と粗面の語の意義は、上述の軸受損傷形態の予測方法の場合と同じである。
【００４８】
本発明のピーリング寿命の予測方法は、上述の軸受損傷形態の予測方法によりピーリングの発生が予測される場合において、ピーリング寿命を予測するのに用いることができる。
【００４９】
また、本発明のピーリング寿命の予測方法は、潤滑膜が不十分な場合を主な対象とし、油膜パラメータが３以下のとき、特に１以下のときに有用である。あるいは、境界潤滑や混合潤滑の場合に有用である。
【００５０】
本発明の実施形態としては、予め実験に基づいて、接触圧力、塑性指数、すべり割合、及び表面粗さの組を入力としピーリング寿命を出力とする実験式を作成する。
【００５１】
予め行う実験としては、２円筒試験機や軸受などの実験装置を用いた実験が挙げられる。用いられる２円筒試験機としては、上述の実験例と同様なものが挙げられる。
【００５２】
予測対象の軸受および予め行う実験装置において、予測対象（試験対象）である構成部材のピーリング寿命とは、該構成部材の表面に一定面積比率以上のピーリングの発生が初めて確認される負荷回数である。
【００５３】
予め行う実験の実験装置において、試験対象となる構成部材と他の構成部材との接触における接触圧力としてヘルツの最大接触圧力Ｐｍａｘをとり、該接触における塑性指数をψ、すべり割合をＮ、粗い側表面粗さをＹ、細かい側表面粗さをＸと表し、該構成部材のピーリング寿命をＬと表す。このとき、上記の実験式の例としては、下記式（１）が挙げられる。
Ｌ＝ａ×Ｐｍａｘα×ψβ×Ｎγ×（Ｙ／Ｘ）ε＋ｂ    （１）
ここで、α、β、γ、ε及びａ、ｂは定数であり、これらの定数は上記の接触におけるパラメータを変えた実験の結果から、回帰分析によって定められる。
【００５４】
図８はこの実験式の一例のグラフであり、座標の横軸はＰｍａｘα×ψβ×Ｎγ×（Ｙ／Ｘ）εで、縦軸はピーリング寿命Ｌである。この例では、係数はａ＝−２４．４７、ｂ＝６１６２７、α＝１．５１、β＝１４４．５、γ＝３．３４、ε＝０．９７８である。
【００５５】
種々の転がり軸受において、上記の損傷形態の予測およびピーリング寿命の推定を行う方法を以下に記す。
【００５６】
通常、最大負荷を受ける非回転側の軌道面で損傷が生じる。そのため、そこでの油膜厚さを計算で求め、混合潤滑または境界潤滑であるかの判別を行う。次に、前記に該当する場合、該接触部の塑性指数ψおよび最大接触圧力Ｐｍａｘを計算し、図１を用いて損傷形態を判別する。
【００５７】
上記でピーリングと判断された場合は、接触部のすべり割合を計算し、式（１）によりピーリング寿命の計算を行う。
【００５８】
求められる寿命に至らない場合は、転がり軸受の内部諸元を変更し、例えば表面粗さの低減や、接触圧力の低減寿命などを図る。本発明はこのように利用することで、機械に組み込み利用する際に、想定外の短寿命になることを未然に防止することができる。
【００５９】
なお、すべり割合の計算には、例えば非特許文献（坂口・赤松、トライボロジスト、２００６年、自動調心ころ軸受の軸受特性に及ぼすころ転動面形状の影響（第1報））の方法などを用いることで行える。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の軸受損傷形態の予測方法およびピーリング寿命の予測方法は、軸受構成部材の硬さを変更する場合等にも対応できる手段を用いる方法であるため、軸受材料の選定を含む軸受設計において好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  試験片
２  給油口
３  バネ
４  ベルト
５  モータ
【図１】
2014167421.tif 000005
【図２】
2014167421.tif 000006
【図５】
2014167421.tif 000007
【図６】
2014167421.tif 000008
【図７】
2014167421.tif 000009
【図８】
2014167421.tif 000010
【図３】
2014167421.tif 000011
【図４】
2014167421.tif 000012