(57)【要約】【課題】  内輪軌道２にフレッチングにより生じた損傷部の損傷度の的確な指標化を可能とし、小径の玉軸受でも上記損傷度を容易且つ精度良く評価可能とする。【解決手段】  上記損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、上記損傷部が生じた面に対し直交する方向から見た場合での、内輪３の軸方向及び円周方向をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の矩形枠８の内側の面積Ａと、この矩形枠８内での凸部の最大高さＢとを測定する。そして、フレッチング摩耗の損傷度を、（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受に発生したフレッチング摩耗の損傷度の評価方法であって、
このフレッチング摩耗が生じた部分である損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記フレッチング摩耗の損傷度を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法。
【請求項２】
請求項１の測定方法により求めたフレッチング摩耗の損傷度により、転がり軸受で測定されるアンデロン値を推測する転がり軸受のアンデロン値の推測方法。
【請求項３】
アンデロンメータにより求めた転がり軸受のアンデロン値の測定値と、請求項１に記載した評価方法により求めたフレッチング摩耗の損傷度との相関関係とから、このアンデロン値の測定値に基づいて、転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度を評価する転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法。
【請求項４】
内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受の耐フレッチング性の推測方法であって、
上記転がり軸受を加振試験装置に設置し、外輪を内輪に対し回転方向の両方向に往復揺動させた後、この転がり軸受を加振試験装置から取り出して、内輪軌道又は外輪軌道にフレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記耐フレッチング性を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める転がり軸受の耐フレッチング性の推測方法。
【請求項５】
加振試験装置が、筒状のハウジングと、このハウジングの外周面で直径方向反対側２個所位置に径方向に突出する状態で設けられた第一、第二の腕部と、上記ハウジングの内側に挿入された軸部材と、上記ハウジングの両端面のうちの上記軸部材と反対側の端面に押し付ける押圧手段と、上記第一の腕部の先端部に上記ハウジングの円周方向に押圧する押圧部を有し、この押圧部が軸方向に往復変位するものである加振機と、上記第二の腕部と固定の部分との間に設けられて、この第二の腕部に、上記第一の腕部を上記加振機の押圧部に押し付ける方向の弾力を付与する弾性部材とを備え、上記ハウジングの内周面と上記軸部材の外周面との間に転がり軸受を支持可能としたものである、請求項４に記載した転がり軸受の耐フレッチング性の推測方法。
【請求項６】
内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受の内部に封入するグリースの耐フレッチング性の推測方法であって、
上記転がり軸受を内部にグリースを封入した状態で加振試験装置に設置し、外輪を内輪に対し回転方向の両方向に往復揺動させた後、この転がり軸受を加振試験装置から取り出して、内輪軌道又は外輪軌道にフレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記耐フレッチング性を（Ａ×Ｂ）1/3 として求めるグリースの耐フレッチング性の推測方法。
【請求項７】
加振試験装置が、筒状のハウジングと、このハウジングの外周面で直径方向反対側２個所位置に径方向に突出する状態で設けられた第一、第二の腕部と、上記ハウジングの内側に挿入された軸部材と、上記ハウジングの両端面のうちの上記軸部材と反対側の端面に押し付ける押圧手段と、上記第一の腕部の先端部に上記ハウジングの円周方向に押圧する押圧部を有し、この押圧部が軸方向に往復変位するものである加振機と、上記第二の腕部と固定の部分との間に設けられて、この第二の腕部に、上記第一の腕部を上記加振機の押圧部に押し付ける方向の弾力を付与する弾性部材とを備え、上記ハウジングの内周面と上記軸部材の外周面との間に転がり軸受を支持可能としたものである、請求項６に記載したグリースの耐フレッチング性の推測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法は、転がり軸受の軌道面に振動に伴い生じるフレッチング摩耗の損傷の程度である、フレッチング摩耗の損傷度を評価する為に利用する。又、この発明に係る転がり軸受のアンデロン値の推測方法は、転がり軸受の外輪を固定し、内輪を所定速度で回転させた場合に内部で発生し、外輪に伝達されるラジアル方向の振動成分であり、アンデロンメータで求められるアンデロン値を推測する為に利用する。又、この発明に係る転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性の推測方法は、転がり軸受又はグリースの種類に応じた上記フレッチングの発生しにくさである、転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性を推測する為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等のハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）やフレキシブルディスクドライブ装置（ＦＤＤ）、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等の磁気記憶装置、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の印刷機器、コンパクトディスク（ＣＤ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置等には、玉軸受等の転がり軸受を組み込んでいる。そして、この様な転がり軸受で現在特に注目されている問題として、情報機器等の装置の搬入や搬出、又はこの装置の携帯の際に生じる様な５〜３００Hz程度の低周波数の振動により、軸受内の転動体と内、外両輪の軌道面とのうち、少なくとも何れかが損傷を受け局部的に圧痕を生じる様に摩耗すると言ったフレッチング摩耗を生じる場合がある。このフレッチング摩耗が生じると玉軸受の音響特性が悪化するだけでなく、情報機器等の装置自体にも悪影響を及ぼす場合がある事が分かっている。又、サーボモータの回転軸を支持する為の転がり軸受でも、搬送時やサーボロック時に生じる振動で、軌道面にフレッチング摩耗が生じ、振動や音響の上昇による不都合が生じる場合がある事も分かっている。
【０００３】
この様なフレッチング摩耗に対する対策として、これまで種々の対策が採られており、幾分改善が図られているものの、完全にフレッチング摩耗の発生が断たれると言う状況には至っていない。その理由の１つとして、フレッチング摩耗の評価基準のあいまいさがある。フレッチング摩耗は非常に摩耗量が少なく、軸受外に摩耗粉が排出されにくい為、その損傷程度（摩耗度）の判断が非常に困難である。この為、フレッチング摩耗に対する対策を講じても、この対策による効果を十分に確認するのが困難であり、これまで見逃してしまっている有効な対策がある事が考えられる。
【０００４】
従来から、フレッチング摩耗の損傷度を確認する為の具体的な損傷度の評価方法として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や、フォームタリサーフ（商品名）等の表面形状粗さ測定機を用いた、損傷部の幅、面積、面粗さ（摩耗深さ）、体積測定等のうち、単独のパラメータで定量的に評価する方法が挙げられ、それぞれのパラメータの測定値が、損傷度に対して或る程度の関係がある事が分かってきている。
【０００５】
但し、この様な従来の損傷度の評価方法の場合、それぞれのパラメータの測定値を単独で使用するもので、極めて特殊な装置を用いなければ損傷度を正確に評価できないと言う問題がある。又、軌道面が面荒れする程度の軽微なフレッチングでも、ＨＤＤのスピンドルを支持する等の為の小径軸受等では、フレッチング摩耗による音響上昇が問題となり易いのに対し、この様な小径軸受に関しては、上述の評価方法では正確に評価する事が難しい。又、これまでフレッチング摩耗の損傷程度を定量的に評価したものと、軸受音響とを関連付けて求めた測定データは殆ど得られていない。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１〜３がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３０１８４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５３７４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２５０４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、玉軸受、特にフレッチング摩耗による損傷度の正確な評価が困難であった小径の玉軸受等の転がり軸受に関して、損傷度の的確な指標化を可能とし、音響上昇との相関関係により、小径の玉軸受でも上記損傷度を容易且つ精度良く評価可能とすべく発明したものである。又、本発明は、転がり軸受と、この転がり軸受の内部に封入するグリースとの、耐フレッチング性を容易に推測する事、及び、転がり軸受で測定される、前記アンデロン値を、アンデロンメータを用いる事なく推測する事も課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法とアンデロン値の推測方法と転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性の推測方法のうち、請求項１に記載した転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法は、内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受に発生したフレッチング摩耗の損傷度を評価する。
この為に請求項１に記載した評価方法は、上記フレッチング摩耗が生じた部分である損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記フレッチング摩耗の損傷度を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。
尚、フレッチングに伴う損傷部が生じていても、この損傷部内にｓｕｐｅｒ面と呼ばれる、研削面、又は、研削面に更に面精度を上げるべく研削を施した超研削面が残っている場合、その損傷部は上記「凹凸損傷部」とはしない。即ち、測定対象部分のうち、上記ｓｕｐｅｒ面が完全に消えている部分を、上記「凹凸損傷部」とする（本特許請求の範囲及び本明細書全体で同じ）。
【０００９】
又、請求項２に記載した転がり軸受のアンデロン値の推測方法は、請求項１の測定方法により求めたフレッチング摩耗の損傷度により、転がり軸受で測定されるアンデロン値を推測する。尚、「アンデロン値」とは、転がり軸受の外輪を固定し、内輪を１８００min-1 の速度で回転させた場合に、内部で発生し、外輪に伝達されるラジアル方向の振動成分であり、アンデロンメータにより求めるものである。
【００１０】
又、請求項３に記載した転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法は、アンデロンメータにより求めた転がり軸受のアンデロン値の測定値と、請求項１に記載した評価方法により求めたフレッチング摩耗の損傷度との相関関係とから、このアンデロン値の測定値に基づいて、転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度を評価する。
【００１１】
又、請求項４に記載した転がり軸受の耐フレッチング性の推測方法は、内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受の耐フレッチング性を推測する。
この為に請求項４に記載した推測方法は、上記転がり軸受を加振試験装置に設置し、外輪を内輪に対し回転方向の両方向に往復揺動させた後、この転がり軸受を加振試験装置から取り出して、内輪軌道又は外輪軌道にフレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記耐フレッチング性を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。
【００１２】
又、請求項６に記載したグリースの耐フレッチング性の推測方法は、内輪と、外輪と、これら内輪の外周面及び外輪の内周面の間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える転がり軸受の内部に封入するグリースの耐フレッチング性を推測する。
この為に請求項６に記載した推測方法は、上記転がり軸受を内部にグリースを封入した状態で加振試験装置に設置し、外輪を内輪に対し回転方向の両方向に往復揺動させた後、この転がり軸受を加振試験装置から取り出して、内輪軌道又は外輪軌道にフレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、予めその四辺の方向が決定された矩形枠のうち、最小の矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定し、上記耐フレッチング性を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法とアンデロン値の推測方法と転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性の推測方法のうち、請求項１に記載した転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法によれば、比較的容易且つ精度良くフレッチング摩耗の損傷度が評価可能となる。又、この評価方法により求めたフレッチング摩耗の損傷度は、転がり軸受の外輪を固定し、内輪を所定速度で回転させた場合に内部で発生し、外輪に伝達されるラジアル方向の振動成分であり、アンデロンメータで求められるアンデロン値と相関関係がある事が分かった。この為、上記フレッチング摩耗の損傷度を求める事により、請求項２に記載した様に、転がり軸受で測定されるアンデロン値を、アンデロンメータを用いる事なく推測できる。
【００１４】
又、請求項３に記載した転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法によれば、この損傷度とアンデロン値との一連の測定データを求める事により得られた相関関係を用いて、転がり軸受を分解する事なく、フレッチング摩耗の損傷度を評価できる。この為、小径の玉軸受の様に、従来の評価方法ではフレッチング摩耗の損傷度の評価が困難である場合でも、この損傷度を容易且つ精度良く評価し易くできる。
【００１５】
又、請求項４、６に記載した転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性の推測方法によれば、比較的容易にこの耐フレッチング性を推測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上述の請求項４又は請求項６に記載した推測方法を実施する場合に好ましくは、上記加振試験装置を、筒状のハウジングと、このハウジングの外周面で直径方向反対側２個所位置に径方向に突出する状態で設けられた第一、第二の腕部と、上記ハウジングの内側に挿入された軸部材と、上記ハウジングの両端面のうちの上記軸部材と反対側の端面に押し付ける押圧手段と、上記第一の腕部の先端部に上記ハウジングの円周方向に押圧する押圧部を有し、この押圧部が軸方向に往復変位するものである加振機と、上記第二の腕部と固定の部分との間に設けられて、この第二の腕部に、上記第一の腕部を上記加振機の押圧部に押し付ける方向の弾力を付与する弾性部材とを備え、上記ハウジングの内周面と上記軸部材の外周面との間に転がり軸受を支持可能としたものとする。
この好ましい構成によれば、転がり軸受を構成する外輪を内輪に対し、回転方向の両方向に往復揺動させる事を容易に行なえる。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例の転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法により損傷度を評価する、玉軸受１を示している。この玉軸受１は、前記ＨＤＤのスピンドル等の回転軸を支持する為に使用するもので、外周面に内輪軌道２を有する内輪３と、内周面に外輪軌道４を有する外輪５と、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に転動自在に設けた、それぞれが転動体である複数個の玉６とから構成する。これら各玉６は、保持器７により転動自在に保持すると共に、組み付け状態では予圧を付与して、上記回転軸の回転時にがたつきが生じない様にしている。本実施例は、この様な玉軸受１でフレッチング摩耗の損傷度を評価する。この為に、先ず、上記玉軸受１を使用して所定時間経過後に、上記回転軸と固定の部分との間からこの玉軸受１を取り出して、分解し、上記内輪軌道２又は外輪軌道４を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察する。そして、この内輪軌道２（又は外輪軌道４）でフレッチング摩耗が生じた部分である損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、上記損傷部が生じた面に対し直交する方向から見た場合を考え、予め決定した方向である、上記内輪３（又は外輪５）の軸方向及び円周方向をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の面積を有する矩形枠の内側の面積Ａと、この矩形枠内での凸部の最大高さＢとを測定する。上記面積Ａを測定する為に、上記矩形枠の、内輪３（又は外輪５）の円周方向と一致する接触楕円の短径方向に関する損傷幅と、内輪３（又は外輪５）の軸方向と一致する接触楕円の長径方向に関する損傷長さとを測定し、これら損傷幅と損傷長さとから求める。又、上記凸部の最大高さＢは、上記走査型電子顕微鏡に付属の三次元粗さ測定機により測定する。尚、この三次元粗さ測定器により、上記矩形枠の損傷幅と、この矩形枠の損傷長さとを測定する事もできる。この様に上記損傷幅及び損傷長さと凸部の最大長さとを測定する方法に就いて、次に、より詳しく説明する。
【００１８】
即ち、玉軸受１のフレッチング摩耗の損傷形態としては、この玉軸受１に加わる振動条件により、ミンドリンスリップ又は差動滑りと呼ばれるものが生じる事が分かっている。例えば、図２は、内輪軌道２に生じたミンドリンスリップと呼ばれる損傷形態の損傷部Ｓ1 を示しており、玉６（図１参照）と内輪３との、図２の矢印方向に関する揺動振幅をｄ1 とし、この玉６と内輪軌道２との接触楕円の短径方向の幅をｄ2 とした場合に、振幅比ｄ1 ／ｄ2 が約０．５以下の場合に支配的になるものである。これに対して、図３は、内輪軌道２に生じた差動滑りと呼ばれる損傷形態の損傷部Ｓ2 を示しており、玉６と内輪３との、図３の矢印方向に関する揺動振幅をｄ1 とし、この玉６と内輪軌道２との接触楕円の幅をｄ2 とした場合に、振幅比ｄ1 ／ｄ2 が約１以上の場合に支配的になるものである。
【００１９】
又、図２、３は、何れもアキシアル荷重が負荷される条件で玉軸受１（図１）を使用した場合の損傷形態を示している。この様なアキシアル負荷条件で玉軸受１を使用した場合には、図２、３の左側である、溝肩側の凹凸損傷部（図２、３で斜格子を付した部分）の損傷度（凸部の高さ）が最も大きくなる。即ち、図４に、振幅比ｄ1 ／ｄ2 が２．０２である、アキシアル負荷条件で玉軸受１を使用した場合の、内輪軌道３と玉６との接触楕円の長径方向に関するこの接触楕円の中心からの距離と、内輪軌道３と玉６との接触部に関するＰＶ値（内輪軌道３と玉６との接触部の面圧Ｐと滑り速度Ｖとの積）との関係を求めた結果を示している。図４から明らかな様に、上記ＰＶ値は溝肩側で大きくなった。この事から明らかな様に、溝肩側では上記凹凸損傷部の損傷度が大きくなり易い。
【００２０】
又、図３に示した様な、差動滑りと呼ばれる損傷形態の損傷部Ｓ2 が生じた場合、損傷度が大きい凹凸損傷部が、溝肩側と溝底側とに１個所ずつ、合計２個所に生じる事が分かっている。又、これら溝肩側と溝底側との凹凸損傷部のうち、溝肩側の凹凸損傷部の損傷度が、溝底側のものよりも大きくなる。この様な差動滑りの損傷形態の場合、請求項１に記載した凹凸損傷部は溝肩側となる。
【００２１】
本実施例の場合には、この様にＰＶ値が最も大きくなる事で損傷度が大きくなり易い、溝肩側の凹凸損傷部を観察し、損傷度を求める。例えば、図２に示す様なミンドリンスリップと呼ばれる損傷形態の損傷部Ｓ1 が生じた場合、この損傷部Ｓ1 のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された、同図で斜格子を付した溝肩側の凹凸損傷部をその内側に含む、内輪２の軸方向（図２の左右方向）及び円周方向（図２の上下方向）をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の面積を有する矩形枠８の軸方向及び円周方向の二辺の長さＬa 、Ｌb と、この矩形枠８内での凸部の最大高さＢ1 とを測定する。そして、この矩形枠８の内側の面積Ａ1 （＝Ｌa ×Ｌb ）と、上記凸部の最大高さの測定値Ｂ1 とから、上記フレッチング摩耗の損傷度を、（Ａ1 ×Ｂ1 ）1/3 として求める。
【００２２】
又、図３に示す様な差動滑りと呼ばれる損傷形態の損傷部Ｓ2 が生じた場合、この損傷部Ｓ2 のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された、同図で斜格子を付した溝肩側の凹凸損傷部をその内側に含む、内輪２の軸方向（図３の左右方向）及び円周方向（図３の上下方向）をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の面積を有する矩形枠９の軸方向及び円周方向の二辺の長さＬa ´、Ｌb ´と、この矩形枠９内での凸部の最大高さＢ1 とを測定する。そして、この矩形枠９の内側の面積Ａ2 （＝Ｌa ´×Ｌb ´）と、上記凸部の最大高さの測定値Ｂ2 とから、上記フレッチング摩耗の損傷度を、（Ａ2 ×Ｂ2 ）1/3 として求める。
【００２３】
又、上述の図３に示した場合と異なり、玉軸受１をラジアル荷重のみが負荷される状態で使用した場合には、この玉軸受１に生じるフレッチング摩耗による損傷部は、溝底側と溝肩側とでほぼ同じ損傷度となる。この為、損傷度を求める場合には、溝底側と溝肩側との何れかの損傷部で損傷度を求めれば良い。尚、本実施例では、上記凸部の最大高さを三次元粗さ測定機により測定したが、この最大高さを測定できるのであれば、三次元粗さ測定機に限らず、他の装置で測定しても良い。
【００２４】
尚、上述の様なフレッチング摩耗は、次の様な発生原因により発生すると考えられている。即ち、図５（ａ）に示す様に、微小振動下で互いに接触する二面を考えた場合に、先ず、この微小振動による油膜切れにより二面間が直接接触する。そして、この微小振動が更に続く事により、同図（ｂ）に示す様に、これら二面が強固に凝着する。そして、同図（ｃ）に示す様に、これら二面が相手材を引き剥す事により凹凸損傷面が形成される。又、同図（ｄ）に示す様に、微小振動の振幅が大きくなり、図５の左右方向と一致する、接触楕円の短径方向の幅よりもこの微小振動の振幅が大きくなった場合には、微小な摩耗粉が発生し、凝集すると共に、同図（ｅ）に示す様に、この摩耗粉が何れかの面に再凝着し、アブレッシブとして作用する。そして、同図（ｆ）に示す様に、再凝着部が成長し、アブレッシブ及び凝着により、凹凸損傷面が生じる。この様に、微小振動の振幅の大きさの違いにより、異なる損傷形態の凹凸損傷部が生じると考えられる。
【００２５】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受のフレッチング摩耗度の評価方法によれば、比較的容易且つ精度良く、フレッチング摩耗の損傷度が評価可能となる。
【００２６】
次に、本発明のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法で得られる評価値（損傷度）と、実際の損傷度との間に相関関係がある事を確認すべく行なった、フレッチング摩耗の第一の再現試験の結果に就いて説明する。本試験では、図６〜７に示す外部加振方式の加振試験装置１０を使用した。この加振試験装置１０は、基台１１と、押圧手段であるエアベアリング装置１２と、このエアベアリング装置１２の下方に設けられて、内側に転がり軸受である玉軸受１を内嵌する、上端を塞がれた円筒状のハウジング１３と、このハウジング１３の内側に上端寄り部分が挿入された軸部材１４と、加振機１５と、弾性部材である輪ゴム１６とを備える。このうちのエアベアリング装置１２は、上記基台１１の上部に固定され、上端を塞がれた円筒状の外筒１７と、この外筒１７の内側に配置された所定の重量を有する円柱状の回転部材１８とを備える。又、上記軸部材１４は、上記基台１１の下端部に上方に突出した状態で固定している。
【００２７】
更に、上記ハウジング１３の外周面で直径方向反対側２個所位置に第一、第二の腕部１９、２０を、それぞれ径方向に突出する状態で設けている。そして、上記ハウジング１３に上記玉軸受１を構成する外輪５を内嵌固定すると共に、上記軸部材１４の上端部に内輪３を外嵌固定している。更に、上記ハウジング１３の内周面の中間部に、軸方向に向く状態で設けた段差面２１に上記外輪５の上端面を突き当てると共に、上記軸部材１４の上端部外周面に軸方向に向く状態で設けた段差面２２に上記内輪３の下端面を突き当てている。そして、上記エアベアリング装置１２を構成する回転部材１８の下端面を上記ハウジング１３の上端面に押し付けている。又、上記エアベアリング装置１２を構成する外筒１７の上端部から内側に圧縮空気を導入し、この外筒１７の下方から排出可能とする。そして、これにより、上記回転部材１８を上記外筒１７の内側に、円筒状の隙間を介して、この外筒１７と同心に回転自在に支持可能としている。又、上記エアベアリング装置１２により上記玉軸受１に、所定のアキシアル荷重Ｆを付与している。
【００２８】
又、前記加振機１５は、上記ハウジング１３の外周面に設けた第一の腕部１９の、このハウジング１３の回転方向片側に配置する状態で、上記基台１１に対し支持している。上記加振機１５は、動電型と呼ばれるもので、ケース２３の外側にその先端部を突出させた押圧部である、ロッド２４を、電磁的に所定の周波数で軸方向に往復変位させる機能を有する。そして、このロッド２４の先端を上記第一の腕部１９の先端部外周面に、上記ハウジング１３の回転方向に押し付けている。更に、上記第二の腕部２０の先端部外周面に円環状の係止溝２６を設け、この係止溝２６に前記輪ゴム１６の一端（図６の右端）を掛け渡している。そして、この輪ゴム１６の他端（図６の左端）を、上記基台１１の一部又はこの基台１１に固定の部分で、上記第二の腕部２０の回転方向片側に位置する部分に掛け渡している。これにより、この第二の腕部２０には上記輪ゴム１６により、上記第一の腕部１９を上記加振機１５のロッド２４に押し付ける方向の弾力が付与されると共に、このロッド２４を軸方向に往復変位させる事により、上記ハウジング１３が回転方向の両方向に往復揺動する。
【００２９】
本試験では、上述の様に構成する加振試験装置１０に玉軸受１を組み込んだ状態で、上記ハウジング１３を回転方向の両方向に往復揺動させる事により、玉軸受１を構成する外輪５を内輪３に対し回転方向の両方向に往復揺動させた。又、この玉軸受１の内部には５μＬの潤滑油を封入し、両端をシールリング２５、２５（図１参照）で塞いだ。本試験に於けるその他の条件は、次の通りである。
試験軸受  −−−  呼び番号６９５ＶＶ（内径５mm、外径１３mm、幅４mm）の玉軸受
潤滑形態  −−−  油潤滑（４０℃での動粘度が１２mm2 ／ｓのエステル系の潤滑油）
揺動周波数  −−−  ７５〜１５０Hz
玉軸受に付与するアキシアル荷重Ｆ  −−−  １４．７Ｎ（内輪３と各玉６との接触部での面圧＝０．８８ＧPa）
揺動回数  −−−  ６．７５万〜５４万回
内輪３と玉６との揺動振幅ｄ1   −−−  ５．７〜７２．８μｍ
【００３０】
上述の様な条件の下、上記加振試験装置１０により玉軸受１の外輪５を内輪３に対し往復揺動させ、試験終了後にこの加振試験装置１０から玉軸受１を取り出して、分解し、内輪軌道２に生じたフレッチング摩耗の損傷部を、走査型電子顕微鏡で観察した。この様な試験の結果、上記内輪軌道２には、ミンドリンスリップと差動滑りとのうちの何れかの損傷形態のフレッチング摩耗の損傷が生じる事を確認できた。又、内輪３と玉６との揺動振幅ｄ1 と、これら内輪３と玉６との接触楕円の短径方向の幅ｄ2 との比である、振幅比ｄ1 ／ｄ2 が、約０．５以下でミンドリンスリップが支配的になり、この振幅比ｄ1 ／ｄ2 が約１以上で差動滑りが支配的になった。又、上記損傷部には摩耗粉の凝着によると考えられる面荒れが認められた。
【００３１】
そして、上述の様な試験条件のうち、揺動回数を２７万回の一定回数とした場合で、上記揺動周波数及び揺動振幅を種々に変えた条件で試験を行なった。そして、上記内輪軌道２に生じたフレッチング摩耗の損傷部を観察し、走査型電子顕微鏡又は三次元粗さ測定機で所定の寸法を測定し、最も軽微な損傷部が生じた場合から最も大きい損傷部が生じた場合まで、損傷の程度を１０段階に分けて、この損傷の程度と、本実施例の評価方法による評価値（損傷度）との相関関係を調べた。この結果、本試験での１０段階に分けた上記損傷の程度と、矩形枠８、９（図２、３参照）の内側の面積及び凸部の最大高さとから求める評価値との間には相関関係があり、この評価値が大きくなる程、上記損傷の程度が大きくなる事を確認できた。
【００３２】
尚、従来は、転がり軸受にフレッチング摩耗を生じさせる為の方法として、上述の様な加振試験装置１０ではなく、ＳＲＶやＴＥ７７（商品名）の様な往復動摩擦摩耗試験機を使用する事が考えられていた。但し、この様な往復動摩擦摩耗試験機では、試験片の往復動をカムを用いて行なわせている為、転がり軸受にフレッチング摩耗を発生させる為にそのままでは使用できず、コストや手間が大幅に嵩む原因となっている。これに対して、上述の図６〜７に示した加振試験装置１０を使用する場合には、この様な不都合が生じない。
【００３３】
又、本試験では、玉軸受１を使用している為、滑り接触と転がり接触とによるフレッチング摩耗が発生する。又、従来から、転がり接触を伴う滑り条件でのフレッチング摩耗痕の断面積を測定する事による損傷の程度は、√（揺動回数）に比例する事が報告されている。又、フレッチング摩耗が進行する、即ち揺動回数が増えると、その摩耗の程度により互いに接触する二面間の面圧が低下する事が分かっており、この面圧の低下によりフレッチング摩耗の損傷度を確認する事もできる。そして、この面圧低下により求めた損傷度が、√（揺動回数）に比例する事も報告されている。この様な事情から、本試験では、３種類の振幅比ｄ1 ／ｄ2 の条件（０．４８、１．１、１．４）で、評価値（フレッチング摩耗の損傷度）と√（揺動回数）との関係を求めた。この結果を図８に示している。図８に示した試験結果から明らかな様に、本発明の評価方法により求めた評価値も、振幅比ｄ1 ／ｄ2 が同じ場合で、√（揺動回数）にほぼ比例して大きくなった。そして、この様な図８に示した結果から、本試験で評価する様な玉軸受１で、面荒れを生じる程度の軽微なフレッチング摩耗が生じる場合でも、上記評価値によりフレッチング摩耗の損傷度を評価できる事を確認できた。
【００３４】
次に、前述の図６〜７に示した様な加振試験装置１０を用いて、上述の第一の再現試験とは別の試験条件で行なった、フレッチング摩耗の第二の再現試験の結果に就いて説明する。試験条件は、次の通りである。
試験軸受  −−−  呼び番号６９５（内径５mm、外径１３mm、幅４mm）の玉軸受
潤滑形態  −−−  油潤滑（ＷＩＮＳＯＲ  ＬＵＢＥ  Ｌ２４５Ｘ（登録商標）（ＦＵＣＨＳ  ＬＵＢＬＩＣＡＮＴＳ製の潤滑油））
揺動周波数  −−−  ７５Hz
揺動時間  −−−  ３０、６０、９０、１２０min の４通り
内輪に対する玉の揺動振幅  −−−  ４０．２、５１．７μｍの２通り
揺動回数  −−−  上述の揺動周波数と揺動時間とにより求める。
又、これ以外の試験条件は、前述の第一の再現試験の条件と同じとした。
【００３５】
この様な試験条件の下、加振試験装置１０により玉軸受１の外輪５を内輪３に対し往復揺動させ、試験終了後にこの加振試験装置１０から玉軸受１を取り出して、分解し、内輪軌道２に生じたフレッチング摩耗の損傷部を、走査型電子顕微鏡で観察し、この走査型電子顕微鏡又は三次元粗さ測定機により所定の部分の寸法を測定した。そして、本発明の評価方法により求めた評価値（フレッチング摩耗の損傷度）と、√（揺動回数）との関係を求めた。この様にして行なった試験結果を、図９に示している。この図９に示した試験結果からも、本発明の評価方法により求めた評価値が、√（揺動回数）にほぼ比例して大きくなる事が分かった。
【００３６】
更に、この様な試験の終了後に得られた玉軸受１での、アンデロン値（ハイバンド）をアンデロンメータで測定し、このアンデロン値の上昇量と、この玉軸受１での評価値（フレッチング摩耗の損傷度）との関係も求めた。この結果を図１０に示している。この図１０に示した試験結果から明らかな様に、上記アンデロン値と評価値とには相関関係があり、この評価値にほぼ比例してアンデロン値の上昇量が大きくなった。又、この評価値が７０を越えるとアンデロン値が上昇し、音響が問題となる様な損傷が生じる事を確認できた。
【００３７】
この結果、転がり軸受のアンデロン値の推測方法として、本発明の評価方法によりフレッチング摩耗の損傷度（評価値）を求める事により、この損傷度を用いて、転がり軸受で測定されるアンデロン値を推測できる。又、この転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法として、この損傷度を直接評価する事が難しい小径の玉軸受等の転がり軸受の場合でも、アンデロンメータにより転がり軸受のアンデロン値を測定する事により、このアンデロン値の測定値と、上述の様にして求めたフレッチング摩耗の損傷度との相関関係とから、この損傷度を評価できる。即ち、この転がり軸受のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法によれば、この損傷度とアンデロン値との一連の測定データを求める事により得られた相関関係を用いて、転がり軸受を分解する事なく、フレッチング摩耗の損傷度を評価できる。この為、小径の玉軸受の様に、従来の評価方法ではフレッチング摩耗による損傷度の評価が困難である場合でも、フレッチング摩耗度を容易且つ精度良く評価し易くできる。
【００３８】
又、図示は省略するが、上述のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法を用いる事により、転がり軸受である、玉軸受１（図１参照）の耐フレッチング性を推測する事もできる。即ち、この耐フレッチング性を推測する為の推測方法として、先ず、玉軸受１を、前述の図６〜７に示した様な加振試験装置１０に設置する。次いで、この加振試験装置１０により、上記玉軸受１の外輪５を内輪３に対し、回転方向の両方向に所定の条件で往復揺動させた後、この玉軸受１を上記加振試験装置１０から取り出す。そして、この玉軸受１の内輪軌道２又は外輪軌道４に、フレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、上記損傷部が生じた面に対し直交する方向から見た場合での、上記内輪３又は外輪５の軸方向及び円周方向をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の面積を有する矩形枠８（又は９）の内側の面積Ａと、この矩形枠８（又は９）内での凸部の最大高さＢとを、走査型電子顕微鏡又は三次元粗さ測定機を用いて測定する。そして、上記矩形枠８（又は９）の内側の面積Ａと、上記凸部の最大高さの測定値Ｂとから、上記玉軸受１の耐フレッチング性を（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。
【００３９】
又、上述のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法を用いる事により、グリースの耐フレッチング性を推測する事もできる。即ち、この耐フレッチング性を推測する為の推測方法として、先ず、転がり軸受である、玉軸受１を、内部に所定のグリースを封入した状態で、前述の図６〜７に示した様な加振試験装置１０に設置する。次いで、この加振試験装置１０により、上記玉軸受１の外輪５を内輪３に対し、回転方向の両方向に所定の条件で往復揺動させた後、この玉軸受１を上記加振試験装置１０から取り出す。そして、この玉軸受１の内輪軌道２又は外輪軌道４に、フレッチングにより生じた損傷部を観察し、この損傷部のうち、０．０５μｍ以上の高さの凸部が形成された凹凸損傷部をその内側に含む、上記損傷部が生じた面に対し直交する方向から見た場合での、上記内輪３又は外輪５の軸方向及び円周方向をその四辺の方向とする矩形枠のうち、最小の面積を有する矩形枠８（又は９）の内側の面積Ａと、この矩形枠８（又は９）内での凸部の最大高さＢとを、走査型電子顕微鏡又は三次元粗さ測定機を用いて測定する。そして、上記矩形枠８（又は９）の内側の面積Ａと、上記凸部の最大高さの測定値Ｂとから、上記グリースの耐フレッチング性を、（Ａ×Ｂ）1/3 として求める。
この様な転がり軸受及びグリースの耐フレッチング性の推測方法によれば、比較的容易にこの耐フレッチング性を推測できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例でフレッチング摩耗の損傷度を評価する対象となる玉軸受を示す断面図。
【図２】内輪軌道にフレッチングにより生じた損傷部の１例を示す図。
【図３】同じく別例を示す図。
【図４】内輪軌道と玉との接触部でのＰＶ値を、この接触部での接触楕円の長径方向に関するこの接触楕円の中心からの距離との関係で求めた図。
【図５】互いに接触する二面間でのフレッチング摩耗の発生原因を説明する為の模式図。
【図６】一部を省略して示す、加振試験装置の略斜視図。
【図７】同じく部分的に切断して示す図。
【図８】本発明のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法で得られた評価値を、√（揺動回数）との関係で比較した図。
【図９】図８とは、異なる試験条件で得られた評価値を、√（揺動回数）との関係で比較した図。
【図１０】本発明のフレッチング摩耗の損傷度の評価方法で得られた評価値と、アンデロン値の上昇量との関係を求めた図。
【符号の説明】
【００４１】
１    玉軸受
２    内輪軌道
３    内輪
４    外輪軌道
５    外輪
６    玉
７    保持器
８    矩形枠
９    矩形枠
１０    加振試験装置
１１    基台
１２    エアベアリング装置
１３    ハウジング
１４    軸部材
１５    加振機
１６    輪ゴム
１７    外筒
１８    回転部材
１９    第一の腕部
２０    第二の腕部
２１    段差面
２２    段差面
２３    ケース
２４    ロッド
２５    シールリング
２６    係止溝
【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】
2006292029.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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