(57)【要約】【課題】ビーム照射位置のずれを校正でき、これにより、転動体荷重の計測精度を向上できる荷重計測方法を提供すること。【解決手段】校正用治具２３の円筒面２３Ａを、外輪軌道面１２に押し当てる。校正用治具２３の押当てと並行して、外輪軌道面１２に、探触子アレイ２から超音波ビームＢＭを照射させ、そのときに超音波探触子１５に付与される反射波の強度を計測する。また、超音波ビームＢＭの照射位置が、外輪軌道面１２内で走査させられる。反射波の強度の計測結果に基づいて、超音波ビームＢＭの照射のための基準位置が校正される。【選択図】図１２
2014240811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波探触子を有する探触子アレイを備える超音波計測装置を用いて、内輪および外輪の凹面状の転動面の間を転動するための転動体を有する軸受の前記転動面に、前記複数の超音波探触子からの超音波送信により形成される超音波ビームを照射させ、そのときに前記超音波探触子に付与される反射波の強度に基づいて、前記転動面に生じる前記転動体の荷重を計測する荷重計測方法であって、
校正用凹所を有し、前記転動面に沿う押当て面を有する校正用治具を、前記校正用凹所を含む前記押当て面が前記転動面に接触するように当該転動面に押し当てる押当てステップと、
前記押当てステップと並行して実行され、前記転動面に対し、前記複数の超音波探触子からの超音波送信により形成される超音波ビームを照射させるとともに、そのときに前記超音波探触子に付与される反射波の強度を計測する校正用計測ステップと、
前記押当てステップおよび前記校正用計測ステップと並行して実行され、前記超音波ビームの照射位置を前記転動面内で走査させる計測用走査ステップと、
前記反射波の強度の計測結果に基づいて、前記超音波ビームの照射のための基準位置を校正する基準位置校正ステップとを含むことを特徴とする、荷重計測方法。
【請求項２】
前記転動面は円筒面状をなし、
前記校正用治具の前記押当て面は、前記転動面よりも小径の曲率半径を有する円筒面を含み、当該円筒面に前記校正用凹所が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の荷重計測方法。
【請求項３】
前記校正用治具は外郭円筒状をなしており、
前記校正用治具の端面には、当該校正用治具の円周方向の位置合わせを行うべく、前記校正用凹所の位置を指し示すための目印が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の荷重計測方法。
【請求項４】
前記校正用凹所は複数個設けられており、前記複数の校正用凹所は、等間隔にかつ格子状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の荷重計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受の転動面に生じる転動体荷重を、複数の超音波探触子から送信された超音波を用いて計測する荷重計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１および２には、アレイ型の探触子を用いて、軸受の各所のボール支持荷重を計測する超音波荷重計測法が記載されている。アレイ型の探触子は、軸受ハウジングの外周に沿って配列された多数個の超音波探触子を有している。各超音波探触子のボールが通過するタイミングで、当該超音波探触子からパルス超音波を送信させる。このとき、軸受の軌道面で反射した反射波のエコー高さ（強度）に基づいて、軸受におけるボール支持荷重の分布が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１４９０５号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者らは、前述のような超音波荷重計測法を用いて、探触子アレイ（アレイ型の探触子）により形成される１つの超音波ビームを、軸受の転動面（軌道面）に照射させ、かつ超音波ビームの照射位置を、転動面で走査させることにより、転動面に生じる転動体の荷重（転動体荷重）の分布を計測することを検討している。
しかしながら、超音波ビームの照射位置が所期位置にあるか否かを確認するための術はない。超音波は肉眼で捉えられないために、超音波ビームの照射位置が所期位置からずれるおそれがあり、この場合には、転動体荷重の計測精度が低下するおそれがある。転動体荷重の計測精度を向上させるべく、超音波ビームの照射位置が所期位置にあるか否かを確認し、当該所期位置からずれているときには、そのずれを校正することが求められている。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、超音波ビームの照射位置のずれを校正でき、これにより、転動体荷重の計測精度を向上できる荷重計測方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、複数の超音波探触子（５）を有する探触子アレイ（２）を備える超音波計測装置（１００）を用いて、内輪（２０）および外輪（１０）の凹面状の転動面（２２，１２）の間を転動するための転動体（３０）を有する軸受（１）の前記転動面（１２）に、前記複数の超音波探触子からの超音波送信により形成される超音波ビーム（ＢＭ）を照射させ、そのときに前記超音波探触子に付与される反射波の強度に基づいて、前記転動面に生じる前記転動体の荷重を計測する荷重計測方法であって、校正用凹所（２４）を有し、前記転動面に沿う押当て面（２３Ａ）を有する校正用治具（２３）を、前記校正用凹所を含む前記押当て面が前記転動面に接触するように当該転動面に押し当てる押当てステップと、前記押当てステップと並行して実行され、前記転動面に対し、前記複数の超音波探触子からの超音波送信により形成される超音波ビームを照射させるとともに、そのときに前記超音波探触子に付与される反射波の強度を計測する校正用計測ステップと、前記押当てステップおよび前記校正用計測ステップと並行して実行され、前記超音波ビームの照射位置を前記転動面内で走査させる計測用走査ステップと、前記反射波の強度の計測結果に基づいて、前記超音波ビームの照射のための基準位置を校正する基準位置校正ステップとを含むことを特徴とする、荷重計測方法を提供する。
【０００７】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
請求項２に記載のように、前記転動面は円筒面状をなし、前記校正用治具の前記押当て面は、前記転動面よりも小径の曲率半径を有する円筒面（２３Ａ）を含み、当該円筒面に前記校正用凹所が形成されていてもよい。
【０００８】
また、請求項３に記載のように、前記校正用治具は外郭円筒状をなしており、前記校正用治具の端面（２３Ｂ）には、当該校正用治具の円周方向の位置合わせを行うべく、前記校正用凹所の位置を指し示すための目印（２５）が設けられていてもよい。
さらに、請求項４に記載のように、前記校正用凹所は複数個設けられており、前記複数の校正用凹所は、等間隔にかつ格子状に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
校正用治具を用いて、超音波ビームの照射位置のずれの有無を検出できる。超音波ビームの照射位置のずれの校正により、転動体荷重の計測精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る荷重計測方法が適用される荷重分布計測方法を実施するための超音波計測装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す超音波アレイの平面図である。
【図３】図１に示す超音波計測装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図４】超音波を用いた転動体荷重の計測の基本原理を説明する図である。
【図５】反射波の強度の変化を示すグラフである。
【図６】超音波アレイを用いたフェイズドアレイ技術を説明するための図である。
【図７】図１に示すウェッジの構成を示す斜視図である。
【図８】荷重分布計測方法の計測対象である等速ジョイントの構成を示す断面図である。
【図９】荷重分布計測方法の計測対象である等速ジョイントの構成を示す側面図である。
【図１０】外輪軌道面におけるビーム照射エリアを示す図である。
【図１１】校正用治具の構成を示す図である。
【図１２】内輪軌道面および外輪軌道面の間の空間に校正用治具を配置した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る荷重計測方法が適用される荷重分布計測方法を実施するための超音波計測装置１００の概略構成を示す図である。図（ａ）は、計測対象である等速ジョイント（軸受）１の外輪軌道面（転動面）１２に装着した状態を示し、図（ｂ）は、次に述べる探触子アレイ２から超音波ビームＢＭを照射している状態を示す模式的な図である。
【００１２】
超音波計測装置１００は、回転装置の一例である等速ジョイント１の回転中に、当該等速ジョイント１の外輪１０の外輪軌道面１２に作用する転動体３０による荷重（以下、「転動体荷重」という）の荷重分布を計測するための装置である。超音波計測装置１００は、多数（複数）の超音波探触子５が配置された平板状の探触子アレイ２と、１つの超音波ビームＢＭを形成するためのビーム形成回路３と、各超音波探触子５からの超音波エネルギーを外輪１０に結合させるためのウェッジ４と、超音波探触子５に付与される反射波の強度に基づいて、外輪１０の外輪軌道面１２における、転動体荷重の荷重分布を計測するための処理装置９とを含む。
【００１３】
なお、図示の関係上、図１（ｂ）で探触子アレイ２が湾曲している場合を例示しているが、この実施形態では、図１（ａ）に示すように、探触子アレイ２は平板状をなしている。
図２は、探触子アレイ２の平面図である。探触子アレイ２は、２次元アレイであり、矩形の本体シート６に、小型で矩形の超音波探触子５が、多数個、行列状に配置されている。図２では、３０個の超音波探触子５が５行６列に配置されているが、必要な分解能に応じて、超音波探触子５の個数や行列構成を適宜変更できるのはいうまでもない（たとえば２５６個の超音波探触子５を１６行１６列に配置することもできる）。
【００１４】
図３は、超音波計測装置１００の主要な電気的構成を示すブロック図である。
ビーム形成回路３は、多数（複数）の送受信回路８と、多数（複数）の遅延回路７とを有している。送受信回路８および遅延回路７は、それぞれ各超音波探触子５に１対１対応で設けられている。送受信回路８は、対応する超音波探触子５を励起させることにより、当該超音波探触子５を振動させて超音波を送信させる。また、送受信回路８は、対応する超音波探触子５に付与される超音波（反射波）を受信する。
【００１５】
遅延回路７は、対応する超音波探触子５の励起タイミングを遅延させるための回路である。遅延回路７の制御により、対応する超音波探触子５から送信される超音波を、その波形を変化させることなく、送信タイミング（遅延時間）のみを遅延できる。遅延回路７が各超音波探触子５に１対１対応で設けられているので、多数の超音波探触子５において、超音波の送信タイミングを個別に制御できる。
【００１６】
その結果、多数の超音波探触子５から送信される超音波を組み合わせて、１つの超音波ビームＢＭ（図１等参照）を形成することが可能である。すなわち、単一の超音波探触子５では、超音波は小サイズで広角に伝播するのであるが、ビーム形成回路３による多数の超音波の送信タイミングの制御により、探触子アレイ２から、狙った照射位置に超音波を収束させ、１つの超音波ビームＢＭを形成することができる（フェイズドアレイ技術）。
【００１７】
図４は、超音波を用いた転動体荷重の計測の基本原理を説明する図である。
超音波探触子５から送信された超音波（入射波）は、等速ジョイント１の外輪１０内を直進し、外輪軌道面１２に至る。このとき、超音波は外輪軌道面１２で反射されて反射波となり、再度外輪１０内を直進して、送信したのと同じ超音波探触子５に付与される。この場合、外輪軌道面１２の超音波照射位置に転動体３０の外表面が接触していると、転動体３０を透過する波（透過波）があるために反射波が減衰し、反射波の強度は弱くなり、また、外輪軌道面１２の超音波の照射位置に転動体３０の外表面が接触していないと、反射波は減衰せず、反射波の強度は元の強さのままである。
【００１８】
図５は、反射波の強度の変化を示すグラフである。外輪軌道面１２における超音波の照射位置に転動体３０の外表面が接触している場合（転動体通過）を破線で示し、外輪軌道面１２における超音波の照射位置に転動体３０の外表面が接触していない場合（転動体なし）を実線で示す。図５から、外輪軌道面１２における超音波の照射位置に転動体３０の外表面が接触している場合は、転動体３０の外表面が接触していない場合に比べて、反射波の減衰により、反射波の強度（エコー高さ）が相対的に低いことがわかる。
【００１９】
図６は、探触子アレイ２を用いたフェイズドアレイ技術を説明するための図である。  図３および図６を参照して、超音波計測装置１００（図１参照）では、前述のようにビーム形成回路３による多数の超音波の送信（受信）タイミングを制御するフェイズドアレイ技術が採用される。
探触子アレイ２では、全ての超音波探触子５のうち所定の超音波探触子５の送信タイミングを特定パターンで制御することにより、所定態様の超音波ビームＢＭが形成される。      
【００２０】
フェイズドアレイ技術の一例として、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すものがある。
図６（ａ）に示す角度走査では、各超音波の送信タイミングの制御により、当該超音波の出射方向を制御可能である。そのため、このような角度走査により、外輪軌道面１２（図１等参照）に対する超音波の入射角度を制御することができる。
図６（ｂ）に示す焦点走査では、各超音波の送信タイミングの制御により、複数の超音波探触子５から送信された超音波を、１つの焦点位置Ｆに集める。これにより、１つの超音波ビームＢＭを形成することができる。そして、このような焦点走査により、超音波ビームＢＭの焦点位置Ｆの距離（焦点距離）や大きさ（焦点サイズ）を制御可能である。
【００２１】
図６（ｃ）に示すリニア走査では、各超音波の送信タイミングの制御により所定態様の１つの超音波ビームＢＭを形成させ、当該超音波を送信（送信）する超音波探触子５のグループを順に遷移させる。具体的には、隣り合う複数（図６（ｃ）では５つ）の超音波探触子５からなるグループＧ１を、所定の当該複数の超音波探触子５から、所定の方向に、超音波探触子５１つ分だけずれた同じ個数の超音波探触子５からなるグループＧ２、・・・グループＧ１０と、１つずつ遷移させる。これにより、超音波探触子５を直接動かすことなく、焦点位置Ｆを移動させることができる。
【００２２】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すような走査を組み合わせることに、任意の入射角を有し、所定の焦点位置Ｆに集められ（、かつ任意の焦点距離および焦点サイズを有す）る超音波ビームＢＭを作成することができる。
図７は、ウェッジ４の構成を示す斜視図である。立体状をなすウェッジ４は、円筒面からなり、外輪１０の外周面に密着状態で接触する底面１４と、平坦平面状の傾斜面からなる上面１５とを有し、ポリスチレン（polystyrene）等の合成樹脂材料を用いて形成されている。ウェッジ４の上面１５には、探触子アレイ２が、超音波探触子５の実装面を下に向けた状態で固定される（図１参照）。この固定状態で、全ての超音波探触子５の実装面は、ウェッジ４の上面１５に密着している。
【００２３】
外輪１０の転動体荷重の計測時には、底面１４の全域が、外輪１０の外周面と密着するように、ウェッジ４が外輪１０の外周面に固定される。この状態では、各超音波探触子５から放たれた超音波は、ウェッジ４から外輪１０へ伝播する。
また、図１に示すように、処理装置９は、超音波を送信すべくビーム形成回路３の各送受信回路８を制御するビーム送信制御部１６と、各超音波探触子５が受信した反射波の大きさに基づいて、外輪軌道面１２における転動体荷重を演算する荷重分布演算部１７とを有し、パーソナルコンピュータなどを用いて構成されている。ビーム送信制御部１６は、メモリ（図示しない）に記憶されている照射基準位置情報１８（超音波ビームＢＭの照射のための基準位置（ビーム照射基準位置）の情報）に基づいて、外輪軌道面１２における超音波ビームＢＭの照射位置を決定する。
【００２４】
図８は、荷重分布計測方法の計測対象である等速ジョイント１の構成を示す断面図である。
等速ジョイント１は、カップ状の外輪１０と、外輪１０の内側に配置された環状の内輪２０と、外輪１０と内輪２０との間に転動可能に介装される複数個（たとえば６個）の転動体（ボール）３０と、外輪１０と内輪２０との間に転動体３０を保持しておくための保持器４０と、内輪２０と一体回転可能に設けられたシャフト５０とを含む固定式ボール型等速ジョイント（一般に「ツェッパ型等速ジョイント」ともいう）である。
【００２５】
外輪１０の筒状部分の内周面には、外輪１０の軸方向（図８の左右方向）に延びる外輪ボール溝１１が、外輪１０の円周方向に等間隔に複数本（たとえば６本）形成されている。各外輪ボール溝１１における外輪１０の回転軸線に直交する断面形状は、ほぼ円弧凹状をなしている。
内輪２０の外周面には、内輪回転軸方向（図８の左右方向）に延びる内輪ボール溝２１が、内輪回転軸の円周方向に等間隔に複数本（たとえば６本）形成されている。各内輪ボール溝２１における内輪回転軸に直交する断面形状は、ほぼ円弧凹状をなしている。各内輪ボール溝２１は、対応する外輪ボール溝１１にそれぞれ対向するように位置している。また、内輪２０の内周面には、内歯スプライン２２が形成されている。
【００２６】
各転動体３０は、その外側が外輪１０の外輪ボール溝１１に、その内側が内輪２０の内輪ボール溝２１に嵌っている。そして、各転動体３０は外輪ボール溝１１および内輪ボール溝２１に沿って転動自在であるとともに、円周方向には、外輪ボール溝１１および内輪ボール溝２１に対して動きが規制されている。すなわち、転動体３０によって外輪１０と内輪２０とは円周方向に互いにロックしている。換言すると、転動体３０は、外輪１０と内輪２０との間で回転駆動力を伝達する役目を担っている。
【００２７】
環状の保持器４０は、外輪１０の内周面と内輪２０の外周面との間に配置されている。保持器４０の内周面は、内輪２０の最外周面にほぼ対応する部分球面凹状に形成されている。また、保持器４０の外周面は、部分球面凸状に形成されている。そして、保持器４０の内周面の球面中心と外周面の球面中心は、ジョイント回転中心に対して、軸方向に等距離だけそれぞれ反対側にオフセットさせてある。また、保持器４０には、円周方向に等間隔に６個の開口窓部４１が形成されている。この開口窓部４１は、外輪ボール溝１１および内輪ボール溝２１と同数形成されている。外輪ボール溝１１によって区画される外輪軌道面１２、および内輪ボール溝２１によって区画される内輪軌道面２２は、それぞれ断面半円状の円筒面から形成される。そして、それぞれの開口窓部４１には、転動体３０が嵌め込まれている。つまり、保持器４０は複数個の転動体３０を保持している。
【００２８】
シャフト５０の端部には外歯スプライン５１が形成されている。この外歯スプライン５１に内輪２０の内歯スプライン２２が圧入嵌合される。
外輪１０が第１チャック機構（図示しない）等により保持される。このとき、内輪２０は、第２チャック機構（図示しない）等により、シャフト５０回りに回転可能に支持される。そして、外輪１０の転動体荷重の計測時には、シャフト５０を介して、内輪２０に回転トルク付与機構（図示しない）からの回転トルクが付与されるようになっている。また、シャフト５０に入力される回転トルクの大きさが、変動されるようになっていてもよい。
【００２９】
図９は、荷重分布計測方法の計測対象である等速ジョイント１の構成を示す側面図である。
図８および図９に示すように、等速ジョイント１のジョイント角を一定に維持した状態で、シャフト５０が回転させられると、内輪２０は、静止状態にある外輪１０に対し歳差運動を加えるようになる。このとき、伝達部材である転動体３０は、歳差運動の一周期の間に、外輪１０の外輪ボール溝１１および内輪２０の内輪ボール溝２１を一往復する。つまり、転動体３０は、図９の左右方向に往復運動する。この往復運動の幅は、ジョイント角によって変化するものであり、ジョイント角が大きく付加されるほど大きくなる。
【００３０】
このとき、円筒面からなる外輪軌道面１２に、転動体３０が押し付けられる。この状態で、転動体３０の外周面が、外輪軌道面１２に、楕円状の接触領域１９（図１（ｂ）参照。図１０も併せて参照）を介して接触する。このように、等速ジョイント１に加えられた歳差運動により、外輪１０と転動体３０との間、および内輪２０と転動体３０との間で、相互に所定周期で荷重を加え合うことになる。このときの転動体３０による荷重（転動体荷重）の荷重分布を、本発明の荷重分布計測方法を用いて計測する。
【００３１】
次に、図１、図２、図８および図９を参照して、本発明の荷重分布計測方法について説明する。等速ジョイント１のジョイント角を一定に維持した状態で、シャフト５０に回転トルクが入力される。
この状態で、処理装置９のビーム送信制御部１６は、ビーム形成回路３を駆動して、外輪軌道面１２の所定のビーム照射領域ＢＭＡの所定位置に、超音波ビームＢＭを照射する。このとき、当該所定位置への超音波ビームＢＭの入射方向は、当該所定位置の法線方向である。具体的には、ビーム送信制御部１６は、照射基準位置情報１８に基づいて、超音波ビームＢＭの照射位置を決定する。
【００３２】
外輪軌道面１２には、超音波ビームＢＭが照射されるビーム照射領域ＢＭＡが設定される。
図１０は、外輪軌道面１２におけるビーム照射領域ＢＭＡを示す図である。図１０を併せて参照しつつ、ビーム照射領域ＢＭＡは矩形状をなしており、ビーム照射領域ＢＭＡは行方向および列方向に細分化された多数の照射領域単位Ｍ１を有している。換言すると、ビーム照射領域ＢＭＡは、多数の照射領域単位Ｍ１に区分けされている。超音波ビームＢＭは、所定の照射領域単位Ｍ１に照射される。なお、ビーム照射領域ＢＭＡの内部に、楕円状の接触領域１９がすっぽり収容されている。
【００３３】
そして、そのうちの１つの照射領域単位Ｍ１に対する、探触子アレイ２からの超音波ビームＢＭの照射に対し、処理装置９の荷重分布演算部１７（図１（ａ）参照）は、反射波の強度（各超音波探触子５に付与される強度の総和）を求める。これにより、荷重分布演算部１７は、当該照射領域単位Ｍ１における転動体荷重を計測することができる。
そして、その１つの照射領域単位Ｍ１への超音波ビームＢＭの照射に対する反射波の強度を求めた後、図６（ｃ）に示すように、超音波ビームＢＭの照射位置（焦点位置Ｆ（図６（ｂ）および図６（ｃ）参照））を移動させることにより、隣の照射領域単位Ｍ１を超音波ビームＢＭで照射し、当該隣の照射領域単位Ｍ１においても、超音波ビームＢＭの照射に対する反射波の強度を求めることができ、これにより、当該隣の照射領域単位Ｍ１における転動体荷重を計測することができる。同様の手順で、ビーム照射領域ＢＭＡの全域に関し、各照射領域単位Ｍ１における転動体荷重を計測する。これにより、ビーム照射領域ＢＭＡ全域における、転動体荷重の荷重分布を計測することができる。
【００３４】
このような超音波計測装置１００を用いた荷重分布計測方法では、次に述べるように、超音波ビームＢＭの照射のための照射基準位置情報１８（図１（ａ）参照）が校正される。照射基準位置情報１８の校正が、本発明の特徴部分である。
そして、このような校正では、校正用治具２３が用いられる。
図１１は、校正用治具２３の構成を示す図である。図（ａ）は、外輪１０の軸方向から見た図であり、図（ｂ）は、外輪１０の円周方向から見た図である。図（ｃ）には、校正用治具２３と外輪１０の外輪軌道面１２との大きさの関係を示している。
【００３５】
校正用治具２３は外郭円柱状をなしている。校正用治具２３の外周面を構成する円筒面（押当て面）２３Ａの断面円の半径ｒ０は、外輪軌道面１２における円周方向の曲率半径ｒ１よりもやや小径（たとえば半径ｒ０の０．９４倍）に設定されている。校正用治具２３の軸方向長さは、外輪軌道面１２（内輪軌道面２２）の軸方向（図７に示す左右方向）の長さとほぼ一致している。
【００３６】
校正用治具２３の円筒面２３Ａには、複数の校正用溝（校正用凹所）２４が形成されている。校正用溝２４は、たとえば直径１ｍｍの丸溝であり、円周方向に沿って２つ、かつ軸方向（円柱状の軸方向）に沿う方向に３つ、合計６つ、格子状に配置されている。隣り合う校正用溝２４は、円周方向にｗ１（たとえば２ｍｍ）隔てられており、また、隣り合う校正用溝２４は、軸方向に沿う方向にもｗ１（たとえば２ｍｍ）隔てられている。各校正用溝２４の溝深さは、たとえば１ｍｍ以上であればよい。校正用治具２３の両方の端面２３Ｂには、マーカ（目印）２５が設けられている。マーカ２５は、校正用溝２４の円周方向位置を直接指し示すためのものであり、径方向に沿って延びる短い直線状に設けられている。
【００３７】
照射基準位置情報１８（図１（ａ）参照）の校正時には、作業者は、計測に用いられる等速ジョイント１における、内輪軌道面２２および外輪軌道面１２の間の空間から転動体３０を取り外し、その代わりに校正用治具２３を当該空間に収容配置する。図１２に、内輪軌道面２２および外輪軌道面１２の間の空間に校正用治具２３を収容配置した状態を示す。この状態では、内輪軌道面２２および外輪軌道面１２の間の空間に、校正用治具２３がほぼ丁度収容される。
【００３８】
そして、図１２に示すように、作業者は、校正用治具２３の端面２３Ｂのマーカ２５を視認しながら、円筒面２３Ａの６つの校正用溝２４の形成位置が外輪軌道面１２に接触する予め定める円周方向姿勢に、校正用治具２３を円周方向に位置合わせする。位置合わせの終了後、校正用治具２３の円筒面２３Ａを、所定の圧力で外輪軌道面１２に押し当てる（押当てステップ）。外郭円柱状を有する校正用治具２３の円筒面２３Ａの断面円の半径ｒ０は、外輪軌道面１２における円周方向の曲率半径ｒ１よりもやや小径であるので、このとき、外輪軌道面１２に、転動体３０の外周面が楕円状の接触領域（接触領域１９と同等）を介して接触する。
【００３９】
そして、探触子アレイ２から、ビーム照射領域ＢＭＡに含まれる所定の照射領域単位Ｍ１に向けて超音波ビームＢＭが照射される。照射領域単位Ｍ１への超音波ビームＢＭの入射方向は、当該所定位置の法線方向である。また、１つの照射領域単位Ｍ１に対する、探触子アレイ２からの超音波ビームＢＭの照射に対し、処理装置９の荷重分布演算部１７は、各送受信回路８からの信号に基づいて反射波の強度を求める。そして、その反射波強度に基づいて、当該照射領域単位Ｍ１における転動体荷重を演算する（校正用計測ステップ）。そして、ビーム照射領域ＢＭＡ内の全領域で、超音波ビームＢＭの照射位置を走査させる（計測用走査ステップ）。これにより、ビーム照射領域ＢＭＡにおける転動体荷重の荷重分布を計測することができる。
【００４０】
このとき、外輪軌道面１２における照射領域単位Ｍ１（すなわち、超音波ビームＢＭの照射位置）に転動体３０の外表面が接触していると、転動体３０を透過する波（透過波）があるために反射波が減衰し、反射波の強度は弱くなる。また、外輪軌道面１２における照射領域単位Ｍ１に転動体３０の外表面が接触していないと、反射波は減衰せず、反射波の強度は元の強さのままである。そのため、超音波ビームＢＭの照射位置が、ビーム照射領域ＢＭＡのうち校正用溝２４に対向しない部分を走査しているときは、反射波の強度が弱いが、超音波ビームＢＭの照射位置が、ビーム照射領域ＢＭＡのうち校正用溝２４に対向する位置を走査しているときは、反射波の強度は強くなる。そのため、荷重分布演算部１７は、外輪軌道面１２における校正用溝２４に対向する位置を容易に特定できる。前述のように、外輪軌道面１２に対する校正用治具２３の配置の際に６つの校正用溝２４の位置合わせが行われるから、外輪１０に対する６つの校正用溝２４の相対位置は常に一定である。そのため、荷重分布演算部１７は、ビーム照射領域ＢＭＡにおける６つの校正用溝２４の位置を特定することができ、照射基準位置情報１８で規定される基準位置が所期位置からずれていることを把握できる。
【００４１】
その後、当該基準位置が所期位置になるように、照射基準位置情報１８が校正される。具体的には、荷重分布演算部１７は、照射基準位置情報１８を、校正後の位置情報に更新する（基準位置校正ステップ）。これにより、超音波ビームＢＭの照射位置のずれを校正できる。
ビーム照射基準位置１８の校正後における、超音波計測装置１００を用いた荷重分布の計測では、超音波ビームＢＭの照射位置が正確に位置制御される。これにより、転動体荷重の計測精度を向上させることができる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
探触子アレイ２には、多数（複数）の超音波探触子５が一または複数列状に配列されていてもよいし、多数（複数）の超音波探触子５が、多重円環状かつ放射状に配置されていてもよい。
【００４３】
また、校正用凹所が溝であるとして説明したが、孔（校正用孔）であってもよい。
また、マーカ２５を直線としたが、他の模様であってもよく、また記号などをマーカ２５に用いてもよい。また、マーカ２５は、校正用治具２３の両方の端面２４Ｂでなく、一方側の端面２４Ｂのみに設けられていてもよい。
また、転動体３０が接触する転動面が球面である場合には、外郭球面（たとえば球体）を有する校正用治具を採用することができる。
【００４４】
また、転動体荷重の荷重分布の計測法について説明したが、本発明は、転動体荷重の分布でなく、外輪軌道面１２（転動面）の一箇所に生じる転動体荷重のみを検出する荷重計測方法全般に使用できる。
なお、この実施形態では、計測対象の軸受が前述の等速ジョイント１である場合を例に挙げて説明したが、これ以外の種々の軸受を計測対象とすることができる。
【００４５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…等速ジョイント（軸受）、２…探触子アレイ、５…超音波探触子、１０…外輪、１２…外輪軌道面（転動面）、２０…内輪、２２…内輪軌道面（転動面）、２３…校正用治具、２３Ａ…円筒面（押当て面）、２３Ｂ…端面、２４…校正用溝（校正用凹所）、２５…マーカ（目印）、３０…転動体、１００…超音波計測装置、ＢＭ…超音波ビーム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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