(57)【要約】【課題】本発明は、試験片のクラウニング加工を要さず、試験片の製造コストを低減させ、試験片の摩耗量を正確に測定することができるローラピッチング試験装置の提供を目的とした。【解決手段】本発明のローラピッチング試験装置１０は、ローラ状に形成された一対の試験片である第１ローラ体及び第２ローラ体を、回転させつつ押し付けて接触させ、試験片の疲労損傷評価を行うローラピッチング試験装置であって、軸線Ｌ１を回転軸として大径ローラＡを回転可能に保持する第１回動装置２０と、軸線Ｌ２を回転軸として小径ローラＢを回転可能に保持する第２回動装置３０とを有し、軸線Ｌ１及び軸線Ｌ２の軸線方向を交差させつつ、大径ローラＡと小径ローラＢとを接触させることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ状に形成された一対の試験片である第１ローラ体及び第２ローラ体を、回転させつつ押し付けて接触させ、試験片の疲労損傷評価を行うローラピッチング試験装置であって、
軸線Ｌ１を回転軸として前記第１ローラ体を回転可能に保持する第１回動装置と、
軸線Ｌ２を回転軸として前記第２ローラ体を回転可能に保持する第２回動装置とを有し、
前記軸線Ｌ１及び前記軸線Ｌ２の軸線方向を交差させつつ、前記第１ローラ体と前記第２ローラ体とを接触させることを特徴とするローラピッチング試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ状の一対の試験片の外周面を相互に回転させつつ接触させ、ピッチングなどの表面損傷を生じさせて材料の疲労損傷評価を行うローラピッチング試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＶＴ車の需要増加に伴い、ＣＶＴの歯車等、歯車の疲労損傷評価の必要性が高まっている。歯車の疲労損傷の態様として、歯元の曲げ疲労破壊や歯面の面疲労破壊（ピッチング）が挙げられる。近年では、ショットピーニング等の技術の進歩に伴い、歯車の歯元の曲げ疲労強度が飛躍的に高まっている。その一方で、歯面のピッチングに対する対策がさらに求められ、ピッチング試験に対する注目が高まっている。このようなピッチングによる歯車疲労を試験評価するために、ピッチング損傷を模擬的に再現可能なローラピッチング試験機を用いた面疲労評価が行われている。
【０００３】
ローラピッチング試験装置とは、ローラ状の一対の試験片の外周面同士を高面圧で押し付け、すべりを含む転がり接触によってピッチングなどの表面損傷を生じさせ、材料の疲労損傷評価を行うものである。
【０００４】
このようなローラピッチング試験に関する技術が、下記特許文献１に開示されている。特許文献１の油膜厚さ検出装置は、ローラピッチング試験中に、ローラ間に形成された油膜の厚さを精度良く検出することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−９０１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、実際の歯車の中には、歯当たりを歯幅中央に集中させることを目的として歯すじ方向にクラウニング加工が施され、歯面同士は点接触あるいは接触部分の接触面積が小さく点状、あるいは線状に接触するものが多く提供されている。例えば、図１２に示すとおり、歯面Ｆｇに対して幅方向中央に膨らみを持たせ、歯面Ｆｇの接触部分Ｐ’を歯面Ｆｇの略中央に集中するようクラウニング加工が施された歯車Ｇが提供されている。ローラピッチング試験では、このようなクラウニング加工が施された歯車のピッチング損傷を模擬的に再現するため、ローラ（試験片）同士の接触部は点接触であることが必要とされる。
【０００７】
図１３の参考図に示すとおり、従来のローラピッチング試験装置では、一対のローラのうちの少なくとも一方（例えば、図１３中の大径ローラＤ）の外周面（例えば、図１３中の符号Ｆｄ）にクラウニング加工が施されたものが用いられていた。一般的にクラウニング加工は、専用の設備が必要となるため、クラウニング加工が施された大径ローラの製作は非常に高額となる。また、ローラ（試験片）にクラウニング加工を施した上で、実歯車の形状を再現するために表面に研磨加工を施す場合、クラウニング加工が施された面（ローラの外周面）に研磨を施すのは平面状の表面に研磨加工を施すことと比較して、さらにコストが増加する。
【０００８】
また、評価試験後は、試験片同士を接触させた試験面の表面損傷の様子を測定・観察することとなるところ、従来のローラピッチング試験装置に用いられる大径ローラは、クラウニングＲ（クラウニング加工）が施されているため、正確な摩耗量を測定することが困難となる。ローラピッチング試験装置による面疲労評価の必要性が増す一方で、このような試験片の製造コストの問題、正確な摩耗量の測定等の課題に対する対策が求められていた。
【０００９】
そこで本発明は、試験片のクラウニング加工を要さず、試験片の製造コストを低減させ、試験片の摩耗量を正確に測定することができるローラピッチング試験装置の提供を目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため提供される本発明のローラピッチング試験装置は、ローラ状に形成された一対の試験片である第１ローラ体及び第２ローラ体を、回転させつつ押し付けて接触させ、試験片の疲労損傷評価を行うローラピッチング試験装置であって、軸線Ｌ１を回転軸として前記第１ローラ体を回転可能に保持する第１回動装置と、軸線Ｌ２を回転軸として前記第２ローラ体を回転可能に保持する第２回動装置とを有し、前記軸線Ｌ１及び前記軸線Ｌ２の軸線方向を交差させつつ、前記第１ローラ体と前記第２ローラ体とを接触させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のローラピッチング試験装置によれば、一対の試験片（第１ローラ体及び第２ローラ体）の軸線方向を交差するように配置させることで、これらの試験片の接触面積を小さくする（点接触）ことができる。すなわち、本発明のローラピッチング試験装置によれば、第１ローラ体及び第２ローラ体の双方が、外周面に柱面状の形状とされた場合でも、これらの外周面を点接触させることができる。そのため、本発明のローラピッチング試験装置によれば、試験片にクラウニング加工を行うことなく、クラウニング加工が施された歯車のピッチング損傷を再現することができる。その結果、本発明のローラピッチング試験装置は、試験片の製作が容易となり、低コスト、かつ短納期で製作することができる。
【００１２】
ここで、ローラピッチング試験装置を用いてピッチング試験を行う場合には、一対の試験片の接触部分の面圧を調整しつつピッチング試験が行われる。試験片の接触部分の面圧は、試験片に対する押付荷重と、試験片同士の接触面積に基づき導出され、調整される。従来のローラピッチング試験装置では、一方の試験片にクラウニング加工が施され、試験片同士が相互に軸線方向に略平行に配置されていた。そのため、従来のローラピッチング試験装置では、試験片に施されるクラウニング加工の膨らみの程度により試験片の接触面積が自ずと定まり、面圧を調整する際には押付荷重の調整に依らざるを得なかった。そのため、従来のローラピッチング試験装置では、面圧の調整範囲は幅の狭いものとならざるを得なかった。
【００１３】
これに対して、本発明のローラピッチング試験装置は、試験片製造後にクラウニングＲを設定できるので、面圧の調整範囲を広くすることができる。より具体的には、本発明のローラピッチング試験装置は、２つのローラ体（試験片）を、一方の軸線が延びる方向に対して他方の軸線が傾斜するように配置される。また、一方の軸線と他方の軸線とがなす角度が小さい場合は試験片の接触面積が大きくなる（図９（ａ）参照）。また、一方の軸線と他方の軸線とがなす角度が大きい場合は試験片の接触面積が小さくなる（図９（ｂ）参照）。本発明のローラピッチング試験装置は、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度を調整することにより、試験片の接触面積を調整することができる。これにより、本発明のローラピッチング試験装置は、面圧を調整するにあたり、押付荷重の設定範囲に加えて接触面積の設定範囲により調整が可能となる。その結果、本発明のローラピッチング試験装置は、試験片同士の接触部分における面圧の調整を幅広く行うことができる。
【００１４】
さらに、本発明のローラピッチング試験装置によれば、クラウニング加工が施された試験片の表面の摩耗量を測定する場合と比較して、試験片の摩耗量を正確に測定することができる。
【００１５】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記軸線Ｌ１及び前記軸線Ｌ２のうちの一方の軸線方向を、他方の軸線方向に対して交差するよう変位させる傾斜装置を有するものであることが望ましい。
【００１６】
上述の構成によれば、軸線Ｌ１及び軸線Ｌ２の軸線方向を交差するように配置させることができる。
【００１７】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記軸線Ｌ１と前記軸線Ｌ２との軸間距離を相対的に変化させる移動装置と、前記軸線Ｌ１及び前記軸線Ｌ２のうちの一方を、他方の軸線に対して交差するよう変位させる傾斜装置とを有し、前記第１回動装置及び前記第２回動装置のうちの一方が前記移動装置により移動可能とされ、他方が前記傾斜装置を備えるものであることが望ましい。
【００１８】
上述の構成によれば、第１回動装置及び第２回動装置のうちの一方を押付方向に移動させて第１ローラ体及び第２ローラ体を接触させつつ、他方を傾斜するように可変させて軸線Ｌ１及び軸線Ｌ２を交差させ、第１ローラ体及び第２ローラ体の外周面を点接触させることができる。
【００１９】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記第１ローラ体及び前記第２ローラ体の双方又は一方が、外周面に軸線方向に区画される複数の領域が形成されるものであってもよい。
【００２０】
上述の構成によれば、１の試験片を、複数回のローラピッチング試験において、同一の試験条件で繰り返し使用することができる。これにより、本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験のコストをさらに抑制することができる。
【００２１】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記第１ローラ体及び前記第２ローラ体の双方又は一方が、外周面に軸線方向に区画される複数の領域が形成されるものであり、前記複数の領域が、前記外周面に周方向に形成された溝により前記外周面を軸線方向に区画されるものであってもよい。
【００２２】
上述の構成によれば、１の試験片を、複数回のローラピッチング試験において、同一の試験条件で繰り返し使用することができる。これにより、本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験のコストをさらに抑制することができる。
【００２３】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記第１ローラ体及び前記第２ローラ体の双方又は一方が、外周面に軸線方向に区画される複数の領域が形成されるものであり、前記軸線Ｌ１及び前記軸線Ｌ２のうちの一方が、他方の軸線方向に相対的に変位可能としてもよい。
【００２４】
上述の構成によれば、１の試験片を、複数回のローラピッチング試験において、同一の試験条件で繰り返し使用することができる。これにより、本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験のコストをさらに抑制することができる。
【００２５】
本発明のローラピッチング試験装置は、前記第１回動装置が、回転動力が伝達されて回転可能とされ、軸線Ｌ１を有する第１軸体と、前記第１ローラを軸線Ｌ１方向に位置決めして保持する第１保持部材とを備え、前記第２回動装置が、回転動力が伝達されて回転可能とされ、軸線Ｌ２を有する第２軸体と、前記第２ローラを軸線Ｌ２方向に位置決めして保持する第２保持部材とを備えるものとすることができる。
【００２６】
上述の構成によれば、効率的な構造のローラピッチング試験装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、試験片のクラウニング加工を要さず、試験片の製造コストを低減させ、試験片の摩耗量を正確に測定することができるローラピッチング試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るローラピッチング試験装置を示す平面図である。
【図２】図１のローラピッチング試験装置の側面図である。
【図３】図１のローラピッチング試験装置の第２回動装置及び傾斜装置を示す平面図である。
【図４】図１のローラピッチング試験装置の第２回動装置及び傾斜装置を示す断面図である。
【図５】図１のローラピッチング試験装置のベースプレート及び回動プレートを示す分解斜視図である。
【図６】図１のローラピッチング試験装置に用いられる大径ローラ及び小径ローラを示す斜視図である。
【図７】図６の大径ローラ及び小径ローラの配置を示す概念図である。
【図８】図６の大径ローラ及び小径ローラを正面した場合の配置を示す概念図である。
【図９】図６の大径ローラと小径ローラとの接触部分を示す概念図である。
【図１０】図６の大径ローラの変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の大径ローラの要部を示す断面図である。
【図１２】歯車に施されたクラウニング加工を示す参考図である。
【図１３】従来のローラピッチング試験装置に用いられる大径ローラ及び小径ローラを示す参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態に係るローラピッチング試験装置１０について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
ローラピッチング試験装置１０は、歯面の面疲労破壊（ピッチング）を模擬的に再現し、材料の疲労損傷評価を行うものである。より具体的には、ローラピッチング試験装置１０は、歯車の材質を模したローラ状の一対の試験片の外周面同士を高面圧で押し付け、すべりを含む転がり接触によってピッチングなどの表面損傷を生じさせ、材料の疲労損傷評価を行うものである。
【００３１】
図７に示すとおり、本実施形態のローラピッチング試験装置１０には、ローラ状に形成された一対の試験片として、大径ローラＡ（第１ローラ体）及び小径ローラＢ（第２ローラ体）が用いられる。大径ローラＡの外周面Ｆａ及び小径ローラＢの外周面Ｆｂには、柱面が形成される。言い換えれば、大径ローラＡは、従来の大径ローラＤのように幅方向の中央が膨らむように形成されるクラウニング加工が施されていない。大径ローラＡの外周面Ｆａ及び小径ローラＢの外周面Ｆｂは、ローラピッチング試験装置１０を用いて相互に回転させつつ接触部分Ｐにおいて接触する試験面とされている。なお、大径ローラＡの外周面Ｆａ及び小径ローラＢの外周面Ｆｂには、研磨加工が施されている。大径ローラＡには、後述する第１軸体２２を挿通させるための貫通孔が設けられている。また、小径ローラＢには、後述する第２軸体３２を挿通させるための貫通孔が設けられている。
【００３２】
図１に示すとおり、ローラピッチング試験装置１０は、支持台１２、第１回動装置２０、第２回動装置３０、移動装置４０、及び傾斜装置５０を有する。また、図２に示すとおり、ローラピッチング試験装置１０は、オイル滴下部７０、及び振動センサ７２を有する。
【００３３】
図１及び図２に示すとおり、ローラピッチング試験装置１０は、支持台１２に第１回動装置２０、第２回動装置３０、移動装置４０、及び傾斜装置５０を積置させた構成とされている。ローラピッチング試験装置１０は、第１回動装置２０に大径ローラＡを保持させ、第２回動装置３０に小径ローラＢを保持させる。また、ローラピッチング試験装置１０は、大径ローラＡを保持させた第１回動装置２０を第２回動装置３０に向けて移動可能とされている。ローラピッチング試験装置１０は、第１回動装置２０を移動させることにより、第２回動装置３０に保持された小径ローラＢに対して大径ローラＡを押し付けて高面圧で接触させる。
【００３４】
なお、以下の説明において、第１回動装置２０及び大径ローラＡの移動方向を、「押付方向Ｘ」と記載して説明する場合がある。以下、ローラピッチング試験装置１０の各構成について説明する。
【００３５】
第１回動装置２０は、大径ローラＡを回転可能に保持するために設けられている。図１に示すとおり、第１回動装置２０は、第１軸体２２、第１保持部材２４、第１駆動源２６、及び基台部２８を有する。
【００３６】
基台部２８は、第１回動装置２０を下方から支持する基台として設けられている。基台部２８には、後述する油圧シリンダ４２と向かい合うように押圧面２８ａが設けられている。基台部２８には、第１保持部材２４が取り付けられている。図１に示すとおり、第１保持部材２４は、一対の挟持部材２４ａ，２４ｂとして設けられている。挟持部材２４ａ，２４ｂには、第１軸体２２を挿通させる貫通孔が形成されている。
【００３７】
第１軸体２２は、軸線Ｌ１を有する軸部材である。第１軸体２２は、第１保持部材２４（挟持部材２４ａ，２４ｂ）の貫通孔に挿通されて保持される。また、第１軸体２２の一端には、第１駆動源２６が連結されている。第１駆動源２６は、例えばスピンドルモータなどが用いられる。第１軸体２２には、大径ローラＡが挿通される。大径ローラＡは、第１軸体２２に挿通されて回転可能に保持され、さらに軸線方向両側から第１保持部材２４に挟持されて軸線方向に位置決めされる。
【００３８】
第１回動装置２０は、第１駆動源２６の回転動力を大径ローラＡに伝達させ、軸線Ｌ１を回転軸として大径ローラＡを回転させる。より具体的には、第１回動装置２０は、第１駆動源２６の回転動力により、軸線Ｌ１を回転軸として大径ローラＡを所定の周速ｖ１で所定の方向（図２の矢印ｚ１）に回転させる。
【００３９】
移動装置４０は、第１回動装置２０を押付方向Ｘに直線的に移動させるために設けられている。図１に示すとおり、移動装置４０は、油圧シリンダ４２、ガイド部４４、及び測定装置４６を有する。測定装置４６は、例えばロードセルを採用することができる。
【００４０】
油圧シリンダ４２は、第１回動装置２０の押圧面２８ａを押付方向Ｘに押圧する。油圧シリンダ４２のロッド４２ａは、測定装置４６を介して基台部２８の押圧面２８ａと接触するように配置されている。ガイド部４４は、押付方向Ｘに沿って配置される複数（本実施形態では３本）のレール４４ａと、レール４４ａ上を摺動可能とされたブロック４４ｂとを有する。ブロック４４ｂには、第１回動装置２０の基台部２８が取り付けられている。
【００４１】
油圧シリンダ４２を作動させると、第１回動装置２０は、押圧面２８ａをロッド４２ａに押圧され、ガイド部４４のレール４４ａにガイドされつつ押付方向Ｘに移動される。その結果、大径ローラＡは、第１回動装置２０の移動に伴って押付方向Ｘに移動され、小径ローラＢに押し付けられる。また、大径ローラＡが小径ローラＢに押し付けられて大径ローラＡと小径ローラＢとの接触部分Ｐにおいて作用する押付荷重Ｆは、測定装置４６により測定される。
【００４２】
傾斜装置５０は、後述する第２軸体３２の軸線Ｌ２を傾斜させるために設けられている。図３及び図４に示すとおり、傾斜装置５０は、ベースプレート５２、回動プレート５４、ジャッキ５６ａ，５６ｂ、及びカラー５８を有する。
【００４３】
図４に示すとおり、ベースプレート５２は、支持プレート６０に支持されつつ、立設するように支持台１２に取り付けられている。図３に示すとおり、回動プレート５４は、ベースプレート５２に対して面接触して摺動可能に設けられている。ベースプレート５２及び回動プレート５４には、相互に向かい合う面にカラー５８が嵌め込まれる穴が形成されている。
【００４４】
回動プレート５４は、後で詳述する第２回動装置３０を支持する板状の部材として設けられている。回動プレート５４は、ベースプレート５２に対して面接触しつつ、カラー５８の軸線を回転中心として回動可能とされている。そのため、回動プレート５４は、押付方向Ｘに対する姿勢を保持しつつカラー５８の軸線を揺動軸として回動可能とされている。
【００４５】
一対のジャッキ５６ａ，５６ｂは、ベースプレート５２に対する回動プレート５４の傾斜角度を変化させるために設けられている。図４に示すとおり、ジャッキ５６ａ，５６ｂは、回動プレート５４の周面のうち、上方面及び下方面と接触するように設けられている。より具体的には、ジャッキ５６ａ，５６ｂは、回動プレート５４の長手方向中央より一端側の上方面及び下方面と接触するように設けられている。一対のジャッキ５６ａ，５６ｂは、下方に配置されるジャッキ５６ａが支持台１２に取り付けられ、上方に配置されるジャッキ５６ｂがベースプレート５２に取り付けられている。
【００４６】
ジャッキ５６ａ，５６ｂにより回動プレート５４の一端が持ち上げられると、回動プレート５４がベースプレート５２に対して傾斜するように変位する。また、回動プレート５４は、カラー５８の軸線を中心に揺動する。
【００４７】
なお、図５に示すとおり、ベースプレート５２には、カラー５８の回転中心とする円状の軌道上に、複数のボルト孔５２ａが形成されている。言い換えれば、ベースプレート５２には、回動プレート５４の傾斜角度に応じて、ボルト孔５４ａに対応する複数のボルト孔５２ａが形成されている。これにより、ローラピッチング試験装置１０は、回動プレート５４を所定の角度に傾斜させた状態において、ボルト孔５２ａ及びボルト孔５４ａにボルト６４を挿通させて、ベースプレート５２に対して回動プレート５４を固定して保持することができる。
【００４８】
第２回動装置３０は、小径ローラＢを回転可能に保持するために設けられている。図１及び図３に示すとおり、第２回動装置３０は、第２軸体３２、第２保持部材３４、及び第２駆動源３６を有する。第２回動装置３０は、回動プレート５４に取り付けられている。
【００４９】
図３に示すとおり、第２保持部材３４は、平面視において略コの字状の部材として設けられている。第２保持部材３４は、向かい合うように配置される挟持片３４ａ，３４ｂを有する。挟持片３４ａ，３４ｂには、第２軸体３２を挿通させる貫通孔が形成されている。第２保持部材３４は、回動プレート５４に取り付けられ、回動プレート５４の回動に従って変位する。
【００５０】
第２軸体３２は、軸線Ｌ２を有する軸部材である。第２軸体３２は、第２保持部材３４（挟持片３４ａ，３４ｂ）の貫通孔に挿通されて保持される。また、第２軸体３２の一端には、第２駆動源３６が連結されている。第２駆動源３６は、ブラケット６２を介して回動プレート５４に取り付けられている。第２駆動源３６は、例えばスピンドルモータなどが用いられる。第２軸体３２には、小径ローラＢが挿通される。小径ローラＢは、第２軸体３２に挿通されて回転可能に保持され、さらに軸線方向両側から第２保持部材３４に挟持されて軸線方向に位置決めされる。なお、第２軸体３２には、トルク測定装置７４が取り付けられている。トルク測定装置７４は、第２軸体３２の回転トルクを測定する。
【００５１】
第２回動装置３０は、第２駆動源３６の回転動力を小径ローラＢに伝達させ、軸線Ｌ２を回転軸として小径ローラＢを回転させる。より具体的には、第２回動装置３０は、第２駆動源３６の回転動力により、軸線Ｌ２を回転軸として、所定の周速ｖ２で、小径ローラＢを大径ローラＡの回転方向とは逆の方向（図２の矢印ｚ２）に回転させる。
【００５２】
また、第２回動装置３０は、回動プレート５４の回動に従って、カラー５８の軸線を中心に回動する。すなわち、第２回動装置３０に保持された小径ローラＢは、傾斜装置５０により軸線Ｌ１に対して軸線Ｌ２が所定の角度をなす状態とされた上で、軸線Ｌ２を回転軸として回転する。
【００５３】
図１及び図２に示すとおり、大径ローラＡが第１回動装置２０に保持され、小径ローラＢが第２回動装置３０に保持された状態では、大径ローラＡの中心位置ｃ１と、小径ローラＢの中心位置ｃ２とは、押付方向Ｘに延びる仮想線上に配置される。なお、以下の説明において、大径ローラＡの中心位置ｃ１及び小径ローラＢの中心位置ｃ２が通る仮想線を、「中心線Ｃ」と記載する場合がある。また、図３に示すとおり、カラー５８は、軸線が中心線Ｃと略一致するように設けられている。そのため、第２軸体３２の軸線Ｌ２は、回動プレート５４の回動に従って中心線Ｃを回転軸として傾斜する。
【００５４】
オイル滴下部７０は、大径ローラＡ及び小径ローラＢの接触部分Ｐにオイルを滴下するために設けられている。
【００５５】
振動センサ７２は、第１回動装置２０に取り付けられている。振動センサ７２は、大径ローラＡと小径ローラＢとの接触による振動を検出する。ローラピッチング試験装置１０は、振動センサ７２により検出される大径ローラＡと小径ローラＢとの接触による振動が所定の閾値に到達すると、試験片の摩耗量が所定置に到達したものと判断して試験片のピッチング試験を終了する。
【００５６】
続いて、図７及び図８を参照しつつ、ローラピッチング試験装置１０を用いて大径ローラＡと小径ローラＢとを接触させた状態について説明する。
【００５７】
ローラピッチング試験装置１０は、上述のとおり、第１回動装置２０を押付方向Ｘに移動させることにより、第１回動装置２０に保持された大径ローラＡを、第２回動装置３０に保持された小径ローラＢに対して相互に回転させつつ押し付けて接触させる。
【００５８】
また、上述のとおり、ローラピッチング試験装置１０は、傾斜装置５０により、第２軸体３２の軸線Ｌ２を、第１軸体２２の軸線Ｌ１の軸線方向に対して傾斜するように変位可能とされている。
【００５９】
図７は、第２軸体３２の軸線Ｌ２を第１軸体２２の軸線Ｌ１の軸線方向に対して交差するように傾斜させた状態を示す概念図である。図８に示すとおり、大径ローラＡの外周面Ｆａと、小径ローラの外周面Ｆｂとは、接線が交差するように配置される。また、大径ローラＡの外周面Ｆａと小径ローラＢの外周面Ｆｂとは、傾斜して配置される２つの柱面として接触面積が小さい状態で接触（点接触）する。
【００６０】
これにより、ローラピッチング試験装置１０は、大径ローラＡ及び小径ローラＢの双方が、外周面に柱面状の形状とされた場合でも、これらの接触部分Ｐの接触面積を小さいもの（点接触）とすることができる。そのため、ローラピッチング試験装置１０によれば、試験片にクラウニング加工を行うことなく、クラウニング加工が施された歯車のピッチング損傷を再現することができる。その結果、ローラピッチング試験装置１０は、試験片の製作が容易となり、低コスト、かつ短納期で製作することができる。
【００６１】
上述のとおり、ローラピッチング試験装置１０は、ベースプレート５２に対する回動プレート５４の傾斜角度を所定の範囲内で選択することができる。例えば、ローラピッチング試験装置１０は、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが比較的小さい角度θ１をなす状態（図９（ａ）参照）から、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とが比較的大きい角度θ２をなす状態（図９（ｂ）参照）へと、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度を変化させることができる。軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度が小さい場合には、大径ローラＡと小径ローラＢとの接触面積が大きくなる。また、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度が大きい場合には、大径ローラＡと小径ローラＢとの接触面積が小さくなる。このように、ローラピッチング試験装置１０は、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度を調整することにより、試験片の接触面積を調整することができる。
【００６２】
ここで、ピッチング試験では、試験片同士の接触面積及び押付荷重に基づいて、面圧が導き出される。また、面圧を所定の値に設定した上でピッチング試験が行われる。面圧の調整において、押付荷重の調整に加えて、試験片同士の接触面積を調整することができれば、面圧の設定範囲を幅広く行うことができる。ローラピッチング試験装置１０は、軸線Ｌ１と軸線Ｌ２とがなす角度を調整することにより、試験片の接触面積を調整することができる。これにより、ローラピッチング試験装置１０は、ピッチング試験中の面圧を調整するにあたり、押付荷重の設定範囲に加えて接触面積の設定範囲により調整が可能となる。その結果、本発明のローラピッチング試験装置は、ローラ体同士が接触する面圧の調整を幅広く行うことができる。
【００６３】
なお、本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験の実行中に軸線Ｌ１又は軸線Ｌ２の傾斜角度を変化可能なものとしてもよい。例えば、本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験の中途において軸線Ｌ１及び軸線Ｌ２がなす角度を変更して、接触部分Ｐの接触面積を所定の範囲内に維持することができる。
【００６４】
続いて、本発明のローラピッチング試験装置１０に用いられる大径ローラＡの変形例である大径ローラＡ’について説明する。
【００６５】
図１０に示すとおり、大径ローラＡ’は、大径ローラＡと同様に、外周面Ｆａに柱面が形成されるローラ状の試験片である。大径ローラＡ’の外周面Ｆａには、軸線方向に区画される複数の領域が形成されている。より具体的には、図１１に示すとおり、大径ローラＡ’は、外周面Ｆａを周方向に取り囲むように形成された２本の溝Ｓａを有する。大径ローラＡ’は、外周面Ｆａの周方向に形成された溝Ｓａにより３つに区画される領域として、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２と、第３領域Ｒ３とを有する。
【００６６】
大径ローラＡ’は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３のそれぞれに対して小径ローラＢを接触させてピッチング試験を行うことができる。より具体的には、大径ローラＡ’と小径ローラＢとを、軸線方向に相対的に移動させることにより、大径ローラＡ’と小径ローラＢとの接触部分Ｐを、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び第３領域Ｒ３のうちのいずれかに配置させることができる。
【００６７】
ローラピッチング試験装置１０は、大径ローラＡ’と小径ローラＢとの接触部分Ｐを、軸線方向に相対的に移動可能なものであってもよい。例えば、ローラピッチング試験装置１０は、第１回動装置２０及び第２回動装置３０の双方又は一方を、押付方向Ｘに交差する方向に移動可能なものとしてもよい。このような構成とすれば、ローラピッチング試験装置１０は、大径ローラＡ’と小径ローラＢとの接触部分Ｐを、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３のうちの一の領域から、他の領域に変位させることができる。
【００６８】
これにより、ローラピッチング試験装置１０は、一の大径ローラＡ’を用いて、同じ条件のもと複数回（本変形例では３回）のピッチング試験を行うことができる。その結果、ローラピッチング試験装置１０は、大径ローラの製造コストをさらに削減して、ピッチング試験のコストをさらに抑制することができる。
【００６９】
以上、本発明の具体的な実施形態としてローラピッチング試験装置１０について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７０】
例えば、上述の実施形態では、第１回動装置２０が移動装置４０により押付方向Ｘに移動される例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置はこれに限定されない。例えば、本発明のローラピッチング試験装置は、第２回動装置３０が移動装置により押付方向Ｘに移動されるものであってもよいし、第１回動装置２０及び第２回動装置３０の双方が移動装置により相互に移動可能であってもよい。
【００７１】
また、上述の実施形態では、第２回動装置３０が傾斜装置５０により軸線Ｌ２を傾斜させるものとした例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置はこれに限定されない。例えば、本発明のローラピッチング試験装置は、第１回動装置２０の軸線Ｌ１が傾斜装置により傾斜されるものであってもよい。
【００７２】
さらに、本発明のローラピッチング試験装置は、大径ローラＡ及び小径ローラＢを第１回動装置２０及び第２回動装置３０のいずれに取り付けられるものであってもよい。
【００７３】
さらに、上述の実施形態では、傾斜装置５０にジャッキ５６ａ，５６ｂを設けた例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置はこれに限定されない。本発明のローラピッチング試験装置の傾斜装置は、軸線Ｌ１又は軸線Ｌ２を傾斜させる構造を種々選択可能である。
【００７４】
さらに、上述の実施形態では、第１回動装置２０及び第２回動装置３０の双方に駆動源を設けた例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置はこれに限定されない。例えば、本発明のローラピッチング試験装置は、第１回動装置及び第２回動装置の駆動源を単一のものとし、単一の駆動源より出力される駆動源を、歯車等の機構により分配して第１回動装置及び第２回動装置に伝達されるものであってもよい。また、上述の実施形態では、第１駆動源及び第２駆動源のいずれもスピンドルモータを採用した例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置の回転動力となる駆動源は、回転動力が出力されるものであればいかなるものであってもよい。
【００７５】
さらに、上述の実施形態では、移動装置４０に油圧シリンダを用いた例を示したが、本発明のローラピッチング試験装置はこれに限定されない。本発明のローラピッチング試験装置の移動装置は、直線的な動力が出力されるものであればいかなるものであってもよい。
【００７６】
本発明のローラピッチング試験装置は、歯車同士の接触による歯面のピッチングを再現して材料の疲労損傷評価を行う場合のほか、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）に用いられるプーリーとベルトとの接触による面疲労破壊の評価等にも好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明のローラピッチング試験装置は、ピッチング試験を行うものとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０        ローラピッチング試験装置
２０        第１回動装置
３０        第２回動装置
Ａ，Ａ’    大径ローラ（第１ローラ体）
Ｂ          小径ローラ（第２ローラ体）
Ｌ１        軸線
Ｌ２        軸線
【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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【図１３】
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