【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) ４個の軸受に回転可能に支持される１本の主軸と、
b) 前記４個の軸受のうち外側に位置する２個の軸受にそれぞれロッドを介して繋がれた２個の第１保持部と、
c) 前記第１保持部と前記主軸を挟んで反対側に配置された、前記４個の軸受のうち内側に位置する２個の軸受にそれぞれロッドを介して繋がれた２個の第２保持部と、
d) 前記第１保持部と前記第２保持部の離間距離を変更することにより、前記軸受に荷重を付与する荷重付与手段と、
e) 前記主軸に回転トルクを付与する駆動機構と、
を備えることを特徴とする軸受試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受試験装置において、
前記４個の軸受のうち内側の２個あるいは外側の２個の軸受の、前記主軸に垂直でかつ前記ロッドに垂直な方向の移動を規制する拘束手段を備えることを特徴とする軸受試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軸受試験装置において、
前記荷重付与手段と前記第１保持部及び前記第２保持部を連結する連結伝達機構を備え、
前記荷重付与手段が、前記連結伝達機構を介して前記第１保持部と前記第２保持部の離間距離を変更することを特徴とする軸受試験装置。
【請求項４】
請求項３に記載の軸受試験装置において、
前記荷重付与手段が荷重軸を備え、
前記連結伝達機構を前記荷重軸に取り付ける締結手段を備え、
前記荷重付与手段は、前記締結手段の距離変化に基づき前記軸受に荷重を付与することを特徴とする軸受試験装置。
【請求項５】
請求項３に記載の軸受試験装置において、
前記荷重付与手段が、前記連結伝達機構を介して前記第１保持部と前記第２保持部の離間距離を変更する加圧ピストンを備えることを特徴とする軸受試験装置。
【請求項６】
請求項３に記載の軸受試験装置において、
前記荷重付与手段が、前記第１保持部と前記第２保持部の離間距離が近接する方向或いは離間する方向に前記連結伝達機構を介して付勢する付勢手段を備えることを特徴とする軸受試験装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の軸受試験装置において、
前記荷重付与手段が、前記第１保持部及び前記第２保持部を連結する一対の両ねじ軸と、該両ねじ軸を正逆方向に回転操作する操作手段とを備え、該操作手段によって前記両ねじ軸を正逆方向に回転することにより前記第１保持部及び前記第２保持部が近接或いは離間することを特徴とする軸受試験装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれかに記載の軸受試験装置において、
前記連結伝達機構が、前記第１保持部に挿通される１本または複数の第１保持軸と、前記第２保持部に挿通される１本または複数の第２保持軸とを備えることを特徴とする軸受試験装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係る軸受試験装置は、
a)４個の軸受に回転可能に支持される１本の主軸と、
b)前記４個の軸受のうち外側に位置する２個の軸受にそれぞれロッドを介して繋がれた２個の第１保持部と、
c)前記第１保持部と前記主軸を挟んで反対側に配置された、前記４個の軸受のうち内側に位置する２個の軸受にそれぞれロッドを介して繋がれた２個の第２保持部と、
d)前記第１保持部と前記第２保持部の離間距離を変更することにより、前記軸受に荷重を付与する荷重付与手段と、
e)前記主軸に回転トルクを付与する駆動機構と、
を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、１本の主軸２２が４個のコンロッド２０１の大端軸受２０３に回転可能に保持されている。このとき、内側に位置する２本のコンロッド２０１の小端軸受２０４はいずれも主軸２２の図示右側に位置し、外側に位置する２本のコンロッド２０１の小端軸受２０４は主軸２２の図示左側に位置する。そして、図１７（ａ）では、右側に位置する２個の小端軸受２０４に１本の第１保持軸２１１が挿通されており、左側に位置する小端軸受２０４に１本の第２保持軸２１２が挿通されている。一方、図１７（ｂ）では、右側に位置する２個の小端軸受２０４にそれぞれ別の第１保持軸２１１が挿通されている。これら第１保持軸２１１は、右側保持板２１３に固定された軸保持部２１４に取り付けられている。また、左側に位置する２個の小端軸受２０４にはそれぞれ別の第２保持軸２１２が挿通されている。これら第２保持軸２１２は、左側保持板２１５に固定された軸保持部２１６（図１３の符号「１３６」に対応）に取り付けられている。例えば軸保持部２１４，２１６（図１３の符号「１３４」，「１３６」に対応）は図１８に示すように、保持軸２１１，２１２が挿通される孔を有するＵ字状の支持部材２１８と、この支持部材２１８を保持板２１３，２１５に固定する軸部材２２１から構成することができる。
本発明の軸受試験装置は、図１７の（ａ）及び（ｂ）のいずれの態様も含まれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
そこで、上記軸受試験装置においては、図１６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、４個の軸受のうち内側の２個の軸受（大端軸受２０３）のみ、或いは外側の２個の軸受（大端軸受２０３）のみの前記主軸２２に垂直な方向への移動を規制する拘束手段２２０を備えると良い。拘束手段２２０は、後述する「上下位置拘束板５３」に相当する（図３参照）。なお、図１６は、上記した図１７（ａ）の態様において、主軸２２が挿通された軸受（大端軸受２０３）を拘束手段２２０で拘束する例を示しているが、図１７（ｂ）に示す態様でも同様に拘束手段で拘束することができる。このような構成によれば、より正確に軸受の摩擦、摩耗等を測定することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第１保持軸及び第２保持軸を一対の荷重軸間にそれぞれ掛け渡すように取り付け、第１保持軸及び第２保持軸の取り付け位置を変更することにより両保持軸間の離間距離を変更することができる。この場合、荷重軸（これは、後述する「荷重軸３４」（図２，図９〜図１１参照）、または「両ねじ荷重軸１７１」（図１２参照）に相当する。）に対して保持軸をねじ及びナット等の締結部材を用いて取り付けるようにすれば、前記荷重軸と前記締結部材が荷重付与手段となる。また、前記締結部材に加えて、前記荷重付与手段が、前記第１保持軸と前記第２保持軸の離間距離を変更するガス圧または油圧ピストンを備えることも好ましい構成である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【図１】本発明に係る軸受試験装置の全体構成図。
【図２】本発明の実施例１に係る軸受試験部の構成を示す、（ｃ）のII-A−II-A線に沿う平面図（ａ）、正面図（ｂ）、（ａ）のII-C−II-C線に沿う側面図（ｃ）、軸受保持軸に取り付けられたスペーサを示す拡大図（ｄ）。
【図３】軸受ハウジングに上下位置拘束板を取り付けた状態で示す供試軸受の図。
【図４】主軸の先端部分の形状の説明図。
【図５】供試軸受が有する保持部内のブッシュと軸受保持軸の形状を示す図。
【図６】供試軸受に掛かる荷重の説明図。
【図７】オルダム型軸継ぎ手から成るクラッチの分解斜視図。
【図８】軸受に引張荷重、圧縮荷重をかけたときの実験結果を示し、摩擦係数μとゾンマーフェルト数Sの関係を示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る軸受試験部の要部を示す、（ｃ）のIX-A−IX-A線に沿う平面図（ａ）、正面図（ｂ）、（ａ）のIX-C−IX-C線に沿う側面図（ｃ）。
【図１０】軸受試験部の構成を示す、（ｃ）のX-A−X-A線に沿う平面図（ａ）、正面図（ｂ）、（ａ）のX-C−X-C線に沿う側面図（ｃ）。
【図１１】本発明の実施例３に係る軸受試験部の構成を示す、（ｂ）のXI-A−XI-A線に沿う平面図（ａ）、（ａ）のXI-B−XI-B線に沿う側面図（ｂ）。
【図１２】本発明の実施例４に係る軸受試験部の構成を示す図。
【図１３】本発明の実施例５に係る軸受試験部の構成を示す、平面図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）。
【図１４】本発明に係る軸受試験装置の試験対象軸受の一例であるコネクティングロッドの構成を示し、保持部にかかる荷重とその方向と主軸回転方向と潤滑油の油膜圧力,軸中心の軸受中心に対する偏心を説明する図。
【図１５】２個の軸受を回転する主軸に取り付け、反対方向に荷重をかけたときの主軸と軸受の位置関係、力の関係を示す図であり、 （ａ）は 引張荷重をかけたとき、 （ｂ）は 引張荷重を掛け、且つ主軸とロッドに垂直な方向に拘束したとき、（ｃ）は 圧縮荷重をかけたとき、（ｄ）は 圧縮荷重を掛け、且つ主軸とロッドに垂直な方向に拘束したときを示す。
【図１６】本発明に係る軸受試験装置における、試験対象軸受（コネクティングロッド）の主軸とロッドの軸に垂直な方向への移動を規制する拘束手段の説明図。
【図１７】本発明に係る軸受試験装置における、試験対象軸受（コネクティングロッド）と主軸、第１及び第２保持軸の位置関係を示す図。
【図１８】Ｕ字状の軸保持部を示す図。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
なお、主軸２２のとがり先端と位置決め板２６との接触は点接触が望ましいが、スラスト荷重が大きい場合は円錐台として、主軸２２のとがり先端と位置決め板２６を面接触としても良い。このとき、とがり先端の位置決め板２６との接触面は主軸２２の直径の10%以下であることが好ましい。また、主軸２２のとがり先端の形状は図４の（ａ）に示すような円錐状の他、（ｂ）に示すように円錐状の頂部を球面状にしたり、（ｃ）に示すように円錐状の頂部を該頂部よりも大きい円錐角の円錐状にしたりしても良い。このようにすることにより、主軸２２のとがり先端の強度を向上することができる。主軸２２のとがり先端と該主軸２２との同心度を高めるためには、主軸２２の端部を直接加工することが好ましいが、主軸２２とは別に形成した球面状や円錐状等の部材を主軸２２の端部に取り付けても良い。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
図９は本発明の実施例２に係る軸受試験部２０の一部（軸受試験ユニット）の構成を示している。この実施例では、内側の２個の供試軸受３０が有する保持部４５は後側の軸受保持軸３２に、外側の２個の供試軸受３０が有する保持部４５は前側の軸受保持軸３２に取り付けられている。なお、図９には図示しないが、実施例１と同様、本実施例でも内側の２個の保持部４５及び外側の２個の保持部４５は、スペーサによって所定位置を挟んで対称な位置に位置決めされている。
また、本実施例では、ねじによる圧縮荷重と油圧ピストンによる引張荷重を組み合わせて供試軸受３０に付与する。油圧ピストンを制御することにより荷重を変動させることができる。本実施例では、荷重軸用ばね７１がナット５２で荷重軸３４に取り付けられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図１０は、図９に示す軸受試験ユニットの一部を軸受試験部２０に組み込んだ状態を示す。軸受試験ユニットは４本の荷重軸３４によりフレーム２１に組み付けられている。
４本の荷重軸３４はフレーム２１の４個の貫通孔にはめ込まれており、軸方向に可動な状態にある。供試軸受３０のうち内側の２個の供試軸受は上下位置拘束板５３により拘束されている。本実施例では、内側の２個の供試軸受３０は、ロッド４１と平行な方向及び垂直な方向の両方に拘束されている。上下位置拘束板５３は脚７８により基礎台２に固定されている。
本実施例では、ナット５２を締めることにより圧縮荷重をかけることができる。これが最大圧縮荷重となる。次に４個の油圧シリンダ７３に同一油圧をかけて引張荷重をかける。引張荷重は油圧荷重からナット５２を締めたことによる圧縮荷重を引いたものである。油圧を動的にかけると、４個の供試軸受３０に等しい変動荷重が発生する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図１１は基本構造が実施例１の軸受試験部２０と同じであるが、変動荷重を目標として改造したものである。この実施例では、実施例２の油圧シリンダに代えて、ばね８１とカム８２により圧縮荷重を発生させている。内側または外側の対となる２個の左右の供試軸受３０の荷重を均等化させるために、ばね８１と２個の荷重板５１の連結に、荷重板５１と接合板８５と２本のアーム８４２を３本のピン８４１で結合したトラス機構８４を用いる。ピン８４１の結合によるトラス機構８４を用いたのは、回転拘束が無く、支持部に力のモーメントが発生しないピン結合により、２個の荷重板５１に均等に荷重を分配すると共に、同一の軸受保持軸３２に保持部４５が取り付けられた軸受のうちの一方の軸受に荷重が偏らないよう配慮したためである。この軸受試験部２０の荷重軸３４に荷重軸用ばね７１をつけてナット５２で締めて軸受に引張荷重をかける。ここで、ナット５２は引張荷重側の４個のみで、実施例１に示したような圧縮荷重側の４個はない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
カム８２はカム軸８３に１体に接合され、カム軸８３を中心に回転自在にフレーム２１に取り付けられている。荷重板５１は接合板８５と２本のアーム８４２を３本のピン８４１で結合したトラス機構８４を介してばね８１の一端に取り付けられており、このばね８１の他端がカム８２に接している。このような構成により、カム軸８３を介してカム８２を回転させればばね８１を通して荷重板５１に掛かる圧縮荷重を変動させることができる。圧縮荷重はばね８１の縮み荷重からナット５２で閉めた引張荷重を引いた値である。カム８２の回転には大きなトルクが必要である。モータでカム８２を回転させる構造にしても良い。また、カム８２に代えて油圧ピストン等の方式でばね８１に変位を与えてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
このような構成により、本実施例においても、荷重板５１の取付位置、及びフレームに対する荷重軸３４の取付位置を調整することにより、供試軸受３０にかかる荷重を調整することができる。
さらに、本実施例では、４個の供試軸受３０の保持部４５にそれぞれ別の軸受保持軸１３２を挿通したため、４個の供試軸受３０のサイズが異なる場合でも、各供試軸受３０に最適な大きさや形状の軸保持部及び軸受保持軸を用いて試験を行うことができる。また、本実施例の軸受試験装置では、軸保持部１３４，１３６に荷重測定センサ（ひずみゲージ）を貼る（なお、軸保持部１３４，１３６であればどこでも良いが、特に図１８に符号２２１で示す軸部材に貼り付けることが好ましい。）ことにより、各供試軸受３０の荷重を測定することができる。軸受のロッド部に荷重測定センサ（ひずみゲージ）を貼ると、軸受を変えるたびに荷重測定センサからのひずみ信号の検定を荷重計で行わなければならないが、軸保持部に荷重測定センサを貼り付けた場合は、ひずみ信号の検定を荷重計で１回行えば、軸受を変更しても荷重を求めることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2014167471.tif 000001
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2014167471.tif 000002