(57)【要約】      （修正有）【課題】軸端の仕上げ加工がなされていない水ポンプ軸受に対しても正確な測定結果が得られる振動測定装置を提供する。【解決手段】アーバー１７は、円柱状の一端には回転軸に平行な孔１７ａが設けられ、他端はテーパ形状とされており、円盤状の弾性体と、円盤状の基部と、シャフトからなる弾性体ディスクが孔１７ａの底部に配置されている。弾性体ディスクの端面で水ポンプ用軸受１３の軸端を押すことで弾性体が軸端面の傾きを吸収し、軸の傾斜を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の一端には回転軸に平行な孔が設けられ、他端はテーパ形状とされており、円盤状の弾性体と、円盤状の基部と、シャフトからなる弾性体ディスクが前記孔の底部に配置されているアーバー。
【請求項２】
前記弾性体ディスクが交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のアーバー。
【請求項３】
前記弾性体がＮＢＲ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムネオプレンゴムまたはフッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載のアーバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に内燃機関の冷却水ポンプに用いられる転がり軸受に対して、軸受内部の傷や異物を検出するための検査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転がり軸受の振動測定装置として、外輪又は内輪を回転駆動する駆動手段、外輪または内輪の振動または弾性波を検出する振動ピックアップ、および振動ピックアップで検出された信号を解析する周波数変換器を備えたものが知られている。
【０００３】
上記構成を有する振動測定装置は、検出された振動（変位、速度、加速度の変動や弾性波）を分析し、例えば、転がり軸受の軌道輪（内輪または外輪）や転動体（各種ころまたは玉）の転走面の傷、面粗さ、ウェービネス、形状不良や異物混入の有無等を調べたり、耐久試験等において軸受に異状が生じないか監視したりする。
【０００４】
例えば特許文献１に記載された振動測定装置は水ポンプ軸受等に対して外輪または軸にラジアル荷重をかけ、局所的に転動体と軌道輪との間のすきまをなくした状態で軸受を駆動し、軸受単体の振動評価を行なうようにされている。また、接触角を有する軸受（例えば、玉軸受等）に対しては軸受の寸法に応じた軸方向の荷重を負荷した状態で軸受を駆動し、軸受単体の振動評価を行なうようにされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内燃機関に水ポンプ軸受が組み込まれた状態では軸の前後の端面は使用しないことが多い。その場合には軸の端面に対しては仕上げ加工がなされないので、端面の平面度や回転軸に対する直角度は保証されていない。このため、軸端面の平面度や直角度の低いワークにおいては、転動体に予圧を負荷するためにアキシャル荷重を掛けるための軸端を押すと、軸が傾くことがある。軸が傾くと軸受にモーメント荷重が掛かり、正しい測定結果が得られない虞がある。本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸端の仕上げ加工がなされていない水ポンプ軸受に対しても正確な測定結果が得られる振動測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、下記の構成により達成される。
（１）円柱状の一端には回転軸に平行な孔が設けられ、他端はテーパ形状とされており、円盤状の弾性体と、円盤状の基部と、シャフトからなる弾性体ディスクが前記孔の底部に配置されているアーバー。
（２）前記弾性体ディスクが交換可能に取り付けられていることを特徴とする（１）に記載のアーバー。
（３）前記弾性体がＮＢＲ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムネオプレンゴムまたはフッ素ゴムのいずれかであることを特徴とする（１）または（２）に記載のアーバー。
【発明の効果】
【０００８】
軸にアキシャル荷重を掛けても軸が傾かず、正しい振動測定の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態を示す略図である。
【図２】本発明に係るアーバーの構成を示す部分断面図である。図２（ａ）はアーバーの分解状態、図２（ｂ）はアーバーを組み立てた状態を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の実施形態を示している。振動測定を行う水ポンプ用軸受１３は、内周面に複列の外輪軌道２、２を有する外輪３と、外周面に複列の内輪軌道４、４を有する軸１４と、上記各外輪軌道２、２と内輪軌道４、４との間に転動自在に設けられた複数の玉１２、１２とから成る。測定時には、軸１４の一方がスピンドル１５、電動モータ１６等と共に駆動装置を構成するアーバー１７の一端（図１の左端面）に設けられた孔１７ａに嵌合される。
【００１１】
上記アーバー１７は、スピンドル１５の一端面（図１の右端面）中心部に形成されたテーパ孔１８に嵌合固定される。そしてこのスピンドル１５は、軸受１９の内側に回転自在に支持される。この軸受１９として好ましくは、静圧気体軸受、磁気軸受、超電導軸受等、
上記スピンドル１５の回転に伴なって振動を発生しない構造のものを使用する。
【００１２】
この様にして軸受１９に支持されたスピンドル１５は、電動モータ１６により回転駆動自在としている。図示の実施例の場合、上記スピンドル１５の他端面中心部に固定した従動プーリ２１と上記電動モータ１６の出力軸に固定した駆動プーリ２２との間に、ベルト
２３を掛け渡している。上記電動モータ１６への通電により上記スピンドル１５は、例えば１分当たり約１８００回転の一定速度で回転駆動される。
【００１３】
尚、上記ベルト２３の張力及び材質を工夫する事で、電動モータ１６によるスピンドル１５の回転駆動時に、このスピンドル１５が振動する事を防止する。又、図示の実施例とは別に、スピンドル１５と電動モータ１６の出力軸とを同心に配置し、マグネットカッ
プリング等を介して、上記スピンドル１５を回転駆動する事も出来る。
【００１４】
加圧機構２４は、その端面が前記アーバー１７に支持された水ポンプ軸受１３の外輪３の端面に対向した状態で設けられる。この加圧機構２４は、加圧シリンダ２５と加圧治具２６とを有する。加圧シリンダ２５に嵌装された加圧ピストン２８に、ロッド２９の基端部を固定し、このロッド２９の先端部に、加圧治具２６を結合している。振動測定を行う際は加圧シリンダ２５の加圧室３３に圧縮空気もしくは作動油を注入させて加圧ピストン２８を加圧し、ロッド２９及び加圧治具２６を経由して外輪３にアキシャル荷重を負荷する。
【００１５】
水ポンプ軸受１３の振動を測定する検出器であるコンバータ３６は、先端の測定子３７が外輪３の表面に接するよう配置されている。このコンバータ３６は、回転している水ポンプ軸受１３の内部に傷や異物が存在することで発生する微小な振動を、外輪３の表面の径方向変位として検出し、電気信号に変換した上でアンプ３８に送る。尚、検出器としては、上記のコンバータ３６の他に変位計、加速度計等、上記振動を検出できるものであれば、何れも使用可能である。アンプ３８で増幅された電気信号は、制御装置３９に送られ、電気信号を振動の測定結果として判定を行い、良品、不良品の判定を行う。また、制御装置３９は、加圧機構２４や電動モータ１６、アンプ３８、図示しない搬送装置等の動作を制御する。
【００１６】
図２はアーバー１７を示す部分断面図である。図２（ａ）はアーバー１７の分解状態、図２（ｂ）はアーバー１７を組み立てた状態である。アーバー１７の一端には軸１４を嵌め合わせるため、回転軸に平行な孔１７ａが設けられており、孔１７ａの内径は軸１４の外径よりもわずかに大きく設定されている。孔１７ａの底面には小径孔１７ｂが設けられ、小径孔１７ｂの軸方向中央部付近には軸１４の径方向にねじ穴１７ｃが設けられている。また、アーバー１７の他端はテーパ形状となっており、スピンドル１５の軸に設けられたテーパ孔１８と嵌合される。
【００１７】
アーバー１７の孔１７ａには弾性体ディスク３０が挿入される。弾性体ディスク３０  は弾性体３０ａと基部３０ｂとシャフト３０ｃから構成されている。弾性体ディスク３０を孔１７ａに挿入しねじ穴１７ｃから止めねじ３１を用いてシャフト３０ｃを押圧し、固定する。弾性体３０ａの材質はＮＢＲ（ニトリルブタジエンコポリマー）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン）、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムまたはフッ素ゴムを用いることができる。弾性体３０ａに用いる材料の硬度は水ポンプ軸受１３の型番に応じて適切なものを選択できるよう、数種類の弾性体ディスク３０を用意し、必要に応じて選択する。例えば大型の水ポンプ軸受に対しては大きなアキシャル荷重が必要になることから硬いゴムを選択する。
【００１８】
次に、本発明に係るアーバーの作用、効果について説明する。図示しない搬送装置が水ポンプ軸受１３をアーバー１７と正対する測定位置に搬送し、軸１４をアーバー１７の孔１７ａに挿入する。その状態で加圧シリンダ２５の加圧室３３に圧縮空気もしくは作動油を注入させて加圧ピストン２８を加圧し、ロッド２９及び加圧治具２６を経由して外輪３にアキシャル荷重を負荷する。この結果、水ポンプ軸受１３全体がわずかにアーバー１７に向かって変位し、軸１４の一端の端面と弾性体ディスク３０が接触する。水ポンプ軸受１３の内部に組み込まれた複数の玉１２には軸１４と外輪３から圧迫されることで予圧が生じる。
【００１９】
次にコンバータ３６の測定子３７を外輪３の外周面に接触させた状態にして電動モータ１６を稼動させてスピンドル１５を回転させ、もって軸１４を回転させる。その結果、軸受内部の複数の玉１２が外輪軌道２と内輪軌道４のそれぞれの表面と接触しながら回転かつ移動するので、玉１２や外輪軌道２、内輪軌道３に傷があった場合、振動となって現れる。振動はコンバータ３６によって電気信号に変換され、アンプ３８に送られる。アンプ３８で増幅された電気信号は、制御装置３９に送られ、電気信号を振動の測定結果として、所定の判定基準に従い良品、不良品の判定を行う。
【００２０】
ところで、内燃機関に水ポンプ軸受１３が組み込まれた状態では軸１４の前後の端面は使用しないことが多いため、軸１４の端面に対しては仕上げ加工がなされない場合がある。端面の仕上げ加工がされていない軸１４においては、端面の平面度や回転軸に対する直角度は保証されていない。端面の平面度や直角度の低い場合、予圧を負荷するためにアキシャル荷重を掛けようとして端面を押すと、軸が傾くことがある。軸が傾くと軸受にモーメント荷重が生じて正しい測定結果が得られない虞がある。本発明に係るアーバー１７はこの課題を解決することが可能である。
【００２１】
すなわち、本発明に係るアーバー１７を用いれば弾性体ディスク３０に設けた弾性体  の作用により、軸１４の端面の平面度や回転軸に対する直角度が低い場合であっても軸１４にモーメント荷重を発生させずに押圧することができる。その結果、軸１４が傾かず、正しい振動測定結果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２２】
２      外輪軌道
３      外輪
４      内輪軌道
１２    玉（転動体）
１３    水ポンプ用軸受
１４    軸
１５    スピンドル
１６    電動モータ
１７    アーバー
１７ａ  孔
１７ｂ  小径孔
１７ｃ  ねじ穴
１８    テーパ孔
１９    軸受
２１    従動プーリ
２２    駆動プーリ
２３    ベルト
２４    加圧機構
２５    加圧シリンダ
２６    加圧治具
２８    加圧ピストン
２９    ロッド
３０    弾性体ディスク
３０ａ  弾性体
３０ｂ  基部
３０ｃ  シャフト
３１    止めねじ
３６    コンバータ
３７    測定子
３８    アンプ
３９    制御装置
【図１】
2016145735.tif 000003
【図２】
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