(57)【要約】【課題】潤滑剤に含まれる異物の量を把握しながら、渦電流測定法を用いて非破壊で軸受材料の疲労度合を求めることにより、転がり軸受の残存寿命をより正確に予測する。【解決手段】渦電流測定により、使用前後における転がり軸受の表面部の電圧差（ΔＥ１）を求めるとともに、使用後の封入潤滑剤の鉄分含有率を測定し、電圧差（ΔＥ１）から鉄分含有量が所定の濃度以下のときの電圧差（ΔＥ２）を選択し、電圧差（ΔＥ２）と電圧差（ΔＥ１）との間で「ΔＥ２＝ｋ×ΔＥ１」を満足する補正係数ｋを求め、電圧差（ΔＥ１）に補正係数ｋを乗じた補正電圧差（ΔＥ３）と、疲労進行度との関係から残存寿命を予測する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定時間使用した転がり軸受の残存寿命を予測する方法であって、
渦電流測定により、使用前後における転がり軸受の表面部の電圧差（ΔＥ１）を求めるとともに、使用後の封入潤滑剤の鉄分含有率を測定し、
前記電圧差（ΔＥ１）から鉄分含有量が所定の濃度以下のときの電圧差（ΔＥ２）を選択し、前記電圧差（ΔＥ２）と前記電圧差（ΔＥ１）との間で「ΔＥ２＝ｋ×ΔＥ１」を満足する補正係数ｋを求め、
前記電圧差（ΔＥ１）に前記補正係数ｋを乗じた補正電圧差（ΔＥ３）と、疲労進行度との関係から残存寿命を予測することを特徴とする転がり軸受の残存寿命予測方法。
【請求項２】
外輪の軌道面、内輪の軌道面及び転動体の転動面の電圧差（ΔＥ１）を測定し、測定値の中で電圧差（ΔＥ１）の最大値を用いて補正電圧差（Ｅ３）を求めることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受の残存寿命予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の残存寿命をより正確に予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受では、ある一定時間使用した後に、軌道面が鱗状に剥がれ落ちる剥離現象が発生する。一般に剥離は、鋼中の非金属介在物を起点にした内部起点型剥離と、潤滑剤中に混入した異物の噛み込みにより形成された圧痕を起点にした表面起点型剥離の２つのタイプに大別される。近年は、軸受材料の高清浄化に伴い、市場品の大半が表面起点型剥離である。
【０００３】
この表面起点型剥離は転がり軸受にとって避けることのできない現象であり、転がり軸受の軌道面に剥離が発生すると、転がり軸受の使用時に振動が発生するなどの弊害が起こる。そして、最悪の場合には、剥離を起こした転がり軸受を備える製造装置で製造された製品が損傷したり、製造装置の付帯設備も損傷する可能性がある。
【０００４】
そのため、転がり軸受の残存寿命を予測し、剥離が発生する前に軸受を交換することが提案されている。このような残存寿命の予測方法としては、使用中に変化するパラメータを抽出し、そのパラメータに基づいて疲労の進行度合を検出する方法が有効であると考えられており、例えば特許文献１では、軸受に充填される潤滑油中の摩耗粉の量の時系列変化を測定し、その測定結果に基づいて軸受の劣化度合いを予測している。しかしながら、転がり軸受の疲労は材料そのものの材質変化であるため、疲労の進行度合を予測する方法としては材料の特性を直接評価することが望ましい。
【０００５】
また、特許文献２では、使用開始から所定時間後にグリースを採取し、ちょう度、潤滑油分率及び鉄分含有室を測定してグリースの残存寿命を予測している。しかしながら、この方法は、剥離の原因である軸受材料の疲労の進行度合を評価したものではない。
【０００６】
また、特許文献３では、Ｘ線解析によるマルテンサイト組織の半価幅の減少量と残留オーステナイト量の減少量とを測定し、疲労度パラメータとして転がり軸受の残存寿命を予測している。しかしながら、Ｘ線回折装置を必要とするため、現場での測定が困難であるとともに、破壊検査であるため、その後の使用ができないという問題がある。
【０００７】
非破壊で検査するために、特許文献４、５では、渦電流測定法により軸受のインピーダンスを測定して、材料の組織変化の程度を推測して疲労度を求めている。しかしながら、潤滑剤に混入した異物が剥離発生に影響を与えることを考慮しておらず、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５―３４５１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−８５４５１号公報
【特許文献３】特公昭６３−３４４２３号公報）
【特許文献４】国際公開第２０１１／０７４６５４号
【特許文献５】特開平１０―２０６３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、表面粗さに影響を与えると考えられる潤滑剤に含まれる異物の量を把握しながら、渦電流測定法を用いて非破壊で軸受材料の疲労度合を求めることにより、剥離に至るまでの残存寿命をより正確に予測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、下記の転がり軸受の残存寿命予測方法を提供する。
（１）一定時間使用した転がり軸受の残存寿命を予測する方法であって、
渦電流測定により、使用前後における転がり軸受の表面部の電圧差（ΔＥ１）を求めるとともに、使用後の封入潤滑剤の鉄分含有率を測定し、
前記電圧差（ΔＥ１）から鉄分含有量が所定の濃度以下のときの電圧差（ΔＥ２）を選択し、前記電圧差（ΔＥ２）と前記電圧差（ΔＥ１）との間で「ΔＥ２＝ｋ×ΔＥ１」を満足する補正係数ｋを求め、
前記電圧差（ΔＥ１）に前記補正係数ｋを乗じた補正電圧差（ΔＥ３）と、疲労進行度との関係から残存寿命を予測することを特徴とする転がり軸受の残存寿命予測方法。
（２）外輪の軌道面、内輪の軌道面及び転動体の転動面の電圧差（ΔＥ１）を測定し、測定値の中で電圧差（ΔＥ１）の最大値を用いて補正電圧差（Ｅ３）を求めることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受の残存寿命予測方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非破壊の渦電流測定法を採用しつつ、測定値を潤滑剤の鉄分含有率に基いて補正することにより、転がり軸受の残存寿命をより正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】潤滑油の鉄分含有率の異なる被測定軸受を用い、新品時と、所定時間使用した後とで渦電流測定法により表面部の出力電圧を測定して新品時との電圧差を求め、電圧差と疲労進行度との関係を調べた結果を示すグラフである。
【図２】鉄分含有率と補正係数ｋとの関係を示すグラフである。
【図３】図１について、補正係数ｋを用いて補正した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る転がり軸受の残存寿命予測方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
例えば特許文献４にも記載されているように、一定時間使用した後と、使用前（新品時）とで、軸受の表面部（例えば外輪軌道面）に渦電流を誘導し、その出力電圧を測定したときに、新品時の出力電圧と、一定時間使用した後の出力電圧との電圧差が大きいほど、軸受を構成している金属材料の組織変化や表面粗さの度合いが大きくなり、疲労進行度が高まっているといえる。
【００１５】
そこで、予め、被測定軸受と同種の転がり軸受について、所定の使用時間ごとに、渦電流測定法により外輪軌道面の出力電圧を測定し、新品時との電圧差を求めておく。その際、出力電圧の測定と同時に、例えばＸ線解析により外輪軌道面の金属組織を調べ、新品時からの変化の度合（即ち、疲労進行度）を求める。そして、新品時との電圧差と、疲労進行度との関係を示すデータベースを作成しておく。尚、このデータベースの作成は、例えば特許文献４を参照することができる。
【００１６】
図１は、下記の試験条件に示すように、被測定軸受として鉄分含有率が異なる５種の潤滑油を封入した円すいころ軸受を用い、各試験時間経過後に、渦電流測定法により外輪軌道面の出力電力を測定して新品時との電圧差（ΔＥ１）を求め、上記のデータベースを基に、新品時との電圧差（ΔＥ１）と疲労進行度との関係を求めたグラフである。
（試験条件）
・軸受形式：ＨＲ３２０１７ＸＪ
・軸受荷重：Ｆｒ＝６１．５ｋＮ、Ｆａ＝１８．５ｋＮ
・回転数：１５００ｍｉｎ−１
・潤滑油：Ｓ１０
・鉄分含有率：０．０１質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．３質量％、
０．５質量％
・試験時間：疲労進行度３０％、５０％、８０％に相当する時間
【００１７】
尚、試験時間とは、Ｌ１０寿命の６倍（ほぼメジアン寿命に等しい）を軸受が破壊する時間（疲労進行度１００％）とし、その時間までの３０％、５０％または８０％に相当する時間を意味する。
【００１８】
図示されるように、同じ疲労進行度でも、潤滑油の鉄分含有率が高くなるほど、新品時との電圧差（ΔＥ１）が大きくなっている。これは、潤滑油中への異物の混入が多くなり、それとともに外勤軌道面での噛み込みが激しくなり、圧痕も数多く形成されて表面粗さが大きくなったことによりよるものと推察される。
【００１９】
また、潤滑油の鉄分含有率が０．１質量％を超えるようになると、新品時との電圧差（ΔＥ１）と疲労進行度との相関を示す回帰直線と、測定値とのズレが大きくなっている。このことは、潤滑油の鉄分含有率が多くなるほど、渦電流測定法による出力電圧を測定するだけでは疲労進行度を正確に予測しにくくなることを示している。そこで、新品時との電圧差（ΔＥ１）と疲労進行度との相関を示す直線からのズレが最も小さい、鉄分含有率０．０１質量％における新品時との電圧差（ΔＥ２）を基準にして、下記（１）式を満足する補正係数ｋを求める。
（ΔＥ２）＝（補正係数ｋ）×（ΔＥ１）・・・（１）
【００２０】
図２は、（１）式を基に、鉄分含有率０．０５質量％、０．１質量％、０．３質量％または０．５質量％における補正係数ｋを算出し、鉄分含有率と補正係数ｋとの関係をグラフ化したものである。図示されるように、鉄分含有率と補正係数ｋとは相関が高く（Ｒ２＝０．９５５８）、回帰直線（補正係数ｋ＝−１．０５８５×（鉄分含有率）＋０．９５３４）から、ある鉄分含有率における補正係数ｋを正確に求めることができる。
【００２１】
そして、図１に示す渦電流測定法により得た新品時との電圧差（ΔＥ１）を、鉄分含有量に応じた補正係数ｋを乗じて補正すると、補正電圧差（ΔＥ３）と疲労進行度との関係は図３のグラフのようになり、鉄分含有率の多少に関わらず回帰直線とのズレが小さくなる。図１に示すように鉄分含有率が高い場合には予測した疲労進行度の誤差が大きいが、渦電流測定法による出力電圧の測定値を、鉄分含有率による補正係数ｋで補正することにより残存寿命をより正確に予測することができるようになる。
【００２２】
尚、渦電流測定法による出力電圧の測定は、被測定軸受の外輪軌道面に限らず、内輪軌道面や転動体の転動面であってもよい。また、外輪軌道面、内輪軌道面及び転動体の転動面の３ヵ所で出力電圧を測定し、測定値の中で電圧差の最大値を用いて、上記の処理を行ってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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