特開 2023-136931 軸受の摩擦トルク測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023136931

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】軸受の摩擦トルク測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 13/04 20190101AFI20230922BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

G01M13/04

G01L5/00 G

G01L5/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022042876

(22)【出願日】2022-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大宮 康裕

(72)【発明者】

【氏名】遠山 護

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 範和

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀彰

(72)【発明者】

【氏名】小澤 忠夫

(72)【発明者】

【氏名】鬼塚 高晃

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 賢一

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 みちる

(72)【発明者】

【氏名】立石 佳男

(72)【発明者】

【氏名】戸田 拓矢

(72)【発明者】

【氏名】西村 駒次

(72)【発明者】

【氏名】山本 祐也

【テーマコード（参考）】

2F051

2G024

【Ｆターム（参考）】

2F051AB09

2G024AC01

2G024AC05

2G024BA11

2G024CA12

2G024DA02

2G024DA09

2G024EA01

2G024FA02

(57)【要約】

【課題】軸受の実際の使用条件に即した大きさのラジアル荷重及びアキシアル荷重の少なくとも一方を加えた状態で、軸受単体の摩擦トルクを高精度で直接測定する。
【解決手段】収納ケース２及びサポート軸受４に接触しないように供試軸受１の外輪１ｂに固定され、回転軸３の軸方向と交差する方向へ延びるアーム７と、供試軸受１の外輪１ｂが回転することによって、アーム７に押される位置に配置されたロードセル９と、供試軸受１の外輪１ｂに径方向のみ荷重を加えることができて、加える荷重の大きさを調整できるラジアル荷重負荷機構１１と、を備え、回転電機５で回転軸３を回転させることによって生じるアーム７のトルクをロードセル９で測定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供試軸受を内部に収容する収納ケースと、
前記供試軸受の内輪に固定されて前記内輪と一体となって回転する回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持するサポート軸受と、
前記回転軸を回転させることができる軸駆動部と、
前記収納ケース及び前記サポート軸受と接触しないように前記供試軸受の外輪に固定され、前記回転軸の軸方向と交差する方向へ延びるアームと、
前記供試軸受の前記外輪が回転することによって、前記アームに押される位置に配置されたロードセルと、
前記供試軸受の前記外輪に径方向のみ加える荷重を加えることができて、加える荷重の大きさを調整できるラジアル荷重負荷機構と、を備え、
前記軸駆動部で前記回転軸を回転させることによって生じる前記アームのトルクを前記ロードセルで測定することを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記アームは、前記回転軸の軸方向と交差する方向の両側へ延びており、
前記ラジアル荷重負荷機構は、前記アームの両側において前記供試軸受の径方向に向けて均等に荷重を加えることによって、前記供試軸受の前記外輪に径方向のみ荷重を加える構成であることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記アームは、両側において前記収納ケースに形成された穴を通り抜けるように配置されており、
前記ラジアル荷重負荷機構は、前記アームの前記収納ケースより外に突き出た両側にラジアル荷重負荷錘を吊り下げる構成であることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項4】

供試軸受を内部に収容する収納ケースと、
前記供試軸受の内輪に固定されて前記内輪と一体となって回転する回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持するサポート軸受と、
前記回転軸を回転させることができる軸駆動部と、
前記収納ケース及び前記サポート軸受と接触しないように前記供試軸受の外輪に固定され、前記回転軸の軸方向と交差する方向へ延びるアームと、
前記供試軸受の前記外輪が回転することによって、前記アームに押される位置に配置されたロードセルと、
前記供試軸受の前記外輪に前記回転軸の軸方向のみ荷重を加えることができて、加える荷重の大きさを調整できるアキシアル荷重負荷機構と、を備え
前記軸駆動部で前記回転軸を回転させることによって生じる前記アームのトルクを前記ロードセルで測定することを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記アームは、前記回転軸の軸方向と交差する方向の両側へ延びており、
前記アキシアル荷重負荷機構は、前記アームの両側において前記供試軸受の軸方向に向けて均等に荷重を加えることによって、前記供試軸受の前記外輪に前記回転軸の軸方向のみ荷重を加える構成であることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項6】

請求項５に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記アームは、両側において前記収納ケースに形成された穴を通り抜けるように配置されており、
前記アキシアル荷重負荷機構は、前記アームの前記収納ケースより外に突き出た両側にアキシアル荷重負荷錘が接続される構成であることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記サポート軸受は、前記供試軸受の軸方向の幅の５倍以上の距離を前記供試軸受から空けた位置に配置されていることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記供試軸受に任意の流量の潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備えることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【請求項9】

請求項８に記載の軸受の摩擦トルク測定装置であって、
前記供試軸受へ前記潤滑油を供給するためのフレキシブルチューブを備え、
前記供試軸受から前記収納ケースの中へ前記潤滑油を排出する排油口が前記収納ケースとは接触しない位置に設けられていることを特徴とする軸受の摩擦トルク測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受の摩擦トルクを測定する測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、供試軸受の内輪が回転軸に固定され外輪が軸受箱に固定されており、静圧空気軸受で軸受箱を軸方向に押して供試軸受にアキシアル荷重を加えた状態で回転軸を回転させて、ストレインゲージで供試軸受の摩擦トルクを測定する測定装置が開示されている。

【0003】

非特許文献１には、２個の供試軸受の内輪を１本の回転軸に固定して、回転軸を軸方向に押して２個の供試軸受にアキシアル荷重を加えた状態で回転軸を回転させて、２個の供試軸受の外輪に固定した浮動ハウジングに取り付けたバーを測定装置の架台に固定したロードセルと接触させることによって、２つの供試軸受の合計の摩擦トルクを測定する測定機構が開示されている。

【0004】

非特許文献２には、供試軸受の内輪を回転軸に固定して回転軸の両端を２つの支持軸受で回転可能に支持した装置で、供試軸受にラジアル荷重のみを加えた状態で回転軸を回転させて、供試軸受と支持軸受の合計の摩擦トルクをトルクメーターで測定した後、支持軸受のみの摩擦トルクを差し引いて供試軸受の摩擦トルクを算出する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５７－０８２７２９号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】協同油脂株式会社，KYODO YUSHI TECHNICAL BULLETIN No.4「グリース潤滑下における転がり軸受の摩擦トルク」，2014年4月1日＜URL：https://www.kyodoyushi.co.jp/knowledge/technical_bulletin/＞

【非特許文献2】International Journal of Mechanical Engineering and Application，Volume4，Issue3，June 2016，Pages：130-135

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

玉軸受等の軸受の重要な特性を把握するために摩擦トルクを測定する必要がある。軸受の摩擦トルクの測定は、軸受の実際の使用条件に即したラジアル荷重及びアキシアル荷重を軸受に作用させた状態で実施することが望ましい。

【0008】

特許文献１で開示された測定装置は、供試軸受にアキシアル荷重を加えるために静圧空気軸受を用いる必要がある。しかし、静圧空気軸受は荷重負荷容量が小さく、加えられるアキシアル荷重の上限が静圧空気軸受の制約を受ける。そのため、特許文献１で開示された測定装置では、軸受の実際の使用条件に即した高負荷条件での摩擦トルクの測定が困難である。

【0009】

また、非特許文献１で開示された測定機構は、２個の供試軸受を用いて、２個の供試軸受の合計の摩擦トルクを測定する機構となっており、１個の供試軸受単体の摩擦トルクを測定することができない。更に、非特許文献１には、２個の供試軸受へ均等にアキシアル荷重を加える構造が明示されていないため、２個の供試軸受に加わるアキシアル荷重が同一であるとは限らない。

【0010】

また、非特許文献２で開示された測定方法では、供試軸受と支持軸受の合計の摩擦トルクを測定した後、支持軸受のみの摩擦トルクを差し引いて供試軸受の摩擦トルクを算出しているため、供試軸受単体の摩擦トルクを直接測定することができない。

【0011】

そこで、本発明は、軸受の実際の使用条件に即した大きさのラジアル荷重及びアキシアル荷重の少なくとも一方を加えた状態で、軸受単体の摩擦トルクを高精度で直接測定できる測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置は、供試軸受を内部に収容する収納ケースと、前記供試軸受の内輪に固定されて前記内輪と一体となって回転する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するサポート軸受と、前記回転軸を回転させることができる軸駆動部と、前記収納ケース及び前記サポート軸受と接触しないように前記供試軸受の外輪に固定され、前記回転軸の軸方向と交差する方向へ延びるアームと、前記供試軸受の前記外輪が回転することによって、前記アームに押される位置に配置されたロードセルと、前記供試軸受の前記外輪に径方向のみ荷重を加えることができて、加える荷重の大きさを調整できるラジアル荷重負荷機構と、を備え、前記軸駆動部で前記回転軸を回転させることによって生じる前記アームのトルクを前記ロードセルで測定することを特徴とする。

【0013】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記アームは、前記回転軸の軸方向と交差する方向の両側へ延びており、前記ラジアル荷重負荷機構は、前記アームの両側において前記供試軸受の径方向に向けて均等に荷重を加えることによって、前記供試軸受の前記外輪に径方向のみ荷重を加える構成であってもよい。

【0014】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記アームは、両側において前記収納ケースに形成された穴を通り抜けるように配置されており、前記ラジアル荷重負荷機構は、前記アームの前記収納ケースより外に突き出た両側にラジアル荷重負荷錘を吊り下げる構成であってもよい。

【0015】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、供試軸受を内部に収容する収納ケースと、前記供試軸受の内輪に固定されて前記内輪と一体となって回転する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持するサポート軸受と、前記回転軸を回転させることができる軸駆動部と、前記収納ケース及び前記サポート軸受と接触しないように前記供試軸受の外輪に固定され、前記回転軸の軸方向と交差する方向へ延びるアームと、前記供試軸受の前記外輪が回転することによって、前記アームに押される位置に配置されたロードセルと、前記供試軸受の前記外輪に前記回転軸の軸方向のみ荷重を加えることができて、加える荷重の大きさを調整できるアキシアル荷重負荷機構と、を備え前記軸駆動部で前記回転軸を回転させることによって生じる前記アームのトルクを前記ロードセルで測定してもよい。

【0016】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記アームは、前記回転軸の軸方向と交差する方向の両側へ延びており、前記アキシアル荷重負荷機構は、前記アームの両側において前記供試軸受の軸方向に向けて均等に荷重を加えることによって、前記供試軸受の前記外輪に前記回転軸の軸方向のみ荷重を加える構成であってもよい。

【0017】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記アームは、両側において前記収納ケースに形成された穴を通り抜けるように配置されており、前記アキシアル荷重負荷機構は、前記アームの前記収納ケースより外に突き出た両側にアキシアル荷重負荷錘が接続される構成であってもよい。

【0018】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記サポート軸受は、前記供試軸受の軸方向の幅の５倍以上の距離を前記供試軸受から空けた位置に配置されていてもよい。

【0019】

この態様によれば、サポート軸受が供試軸受から離れているため、サポート軸受で生じる摩擦トルクの発熱が供試軸受に伝わる影響を低減することができる。

【0020】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記供試軸受に任意の流量の潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備えていてもよい。

【0021】

本発明に係る軸受の摩擦トルク測定装置の一態様において、前記供試軸受へ前記潤滑油を供給するためのフレキシブルチューブを備え、前記供試軸受から前記収納ケースの中へ前記潤滑油を排出する排油口が前記収納ケースとは接触しない位置に設けられていてもよい。

【0022】

この態様によれば、供試軸受の外輪及びアームの回動を妨げることなく、供試軸受へ潤滑油を供給して循環させることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、軸受の実際の使用条件に即した大きさのラジアル荷重及びアキシアル荷重の少なくとも一方を加えた状態で、軸受単体の摩擦トルクを高精度で直接測定できる測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本開示の実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置の斜視図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線断面を示す図である。

【図3】図１におけるＢ－Ｂ線断面を示す図である。

【図4】本実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置の上面図である。

【図5】本実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置の試験機で、ロードセルの計測誤差について評価試験をした結果を示すグラフである。

【図6】本実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置の試験機で、摩擦トルクの測定値の再現性について評価試験をした結果を示すグラフである。

【図7】本実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置の試験機で、供給油量による摩擦トルクへの影響について測定した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態の軸受の摩擦トルク測定装置１０について説明する。図１は、摩擦トルク測定装置１０の斜視図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面を示す図である。図３は、図１におけるＢ－Ｂ線断面を示す図である。図４は、摩擦トルク測定装置１０の上面図である。

【0026】

図１及び図２に示すように、摩擦トルク測定装置１０は、摩擦トルクを測定する対象となる供試軸受１を内部に収納する収納ケース２と、供試軸受１の内輪１ａに固定されて内輪１ａと一体となって回転する回転軸３を備える。回転軸３は水平方向へ延びるように配置され、収納ケース２に設けられた２つのサポート軸受４によって回転可能に支持されている。なお、２つのサポート軸受４は、いずれも供試軸受１の軸方向の幅の５倍以上の距離を供試軸受１から空けた位置に配置することが好適である。

【0027】

摩擦トルク測定装置１０は、収納ケース２及びサポート軸受４と接触しないように供試軸受１の外輪１ｂに固定された軸受ハウジング６を備える。軸受ハウジング６は、収納ケース２の内部において、外輪１ｂと一体となって回転軸３と同軸上で回動自在に設けられている。また、図１及び図３に示すように、摩擦トルク測定装置１０は、軸受ハウジング６に固定されて回転軸３と交差する方向へ延びるアーム７を備える。アーム７は、軸受ハウジング６に固定された中央部から両側へ水平方向に延びて、両側で収納ケース２に形成された穴２ａを通り抜けるように配置されている。

【0028】

図３に示すように、摩擦トルク測定装置１０は、供試軸受１の外輪１ｂと共に回転揺動運動するアーム７によって押される位置に配置されたロードセル９を備える。例えば、ロードセル９は、収納ケース２に固定されており、アーム７の下に配置される。

【0029】

さらに、図４に示すように、摩擦トルク測定装置１０は、回転軸３を回転させる軸駆動部として回転電機５を備える。回転電機５は、ベルト駆動により回転軸３を回転させる。回転電機５は、回転軸３の回転速度を調整することができる。

【0030】

軸受ハウジング６は、供試軸受１の外輪１ｂ、アーム７及び潤滑油供給部８のみと接触しており、その他の部品とは接触していない。また、アーム７は、収納ケース２に形成された穴２ａを通り抜けるように配置されている。すなわち、軸受ハウジング６及びアーム７は、サポート軸受４で支持されている回転軸３に対して供試軸受１のみを介して支持されている。したがって、供試軸受１の外輪１ｂ、軸受ハウジング６及びアーム７は、回転軸３の回転に伴う内輪１ａと外輪１ｂとの間の摩擦トルクによって、アーム７が穴２ａの上端及び下端に接触しない範囲内において一体となって回転軸３と同軸上で回転揺動運動をすることができる。

【0031】

供試軸受１の摩擦トルクを測定する際には、回転電機５で回転軸３を一方向へ回転させる。図３に矢印で示すように、回転軸３を時計回りの方向へ回転電機５で回転させた場合、供試軸受１の摩擦トルクによって、供試軸受１の外輪１ｂ、軸受ハウジング６及びアーム７を時計回りの方向へ回転させるトルクが生じる。上記のように、軸受ハウジング６及びアーム７は、内輪１ａ及び外輪１ｂのみを介して、回転軸３に対して同軸上で回転揺動運動が可能な状態とされており、外輪１ｂと共に回転揺動運動するアーム７によってロードセル９に加えられるトルクを測定することで供試軸受１の内輪１ａの回転に伴い外輪１ｂに生じる摩擦トルクを高精度で測定することができる。このとき、ロードセル９には供試軸受１の内輪１ａと外輪１ｂとの間の摩擦トルクのみの影響が伝わり、サポート軸受４において発生する摩擦トルクの影響はロードセル９には伝わらない構成とされている。

【0032】

また、サポート軸受４が軸受ハウジング６から独立して収納ケース２に取り付けられているため、供試軸受１単体の摩擦トルクを直接測定することができる。更に、２つのサポート軸受４が供試軸受１の軸方向の幅の５倍以上の距離を供試軸受１から空けた位置に配置されている実施形態であれば、サポート軸受４で生じる摩擦トルクの発熱が供試軸受１に伝わる影響を低減することができるため、更に高精度で供試軸受１の摩擦トルクを測定することができる。

【0033】

摩擦トルク測定装置１０は、さらに供試軸受１の外輪１ｂに対してラジアル荷重を加えるためのラジアル荷重負荷機構と、供試軸受１の外輪１ｂに対してアキシアル荷重を加えるためのアキシアル荷重負荷機構を備える。ラジアル荷重及びアキシアル荷重は、いずれも供試軸受１の外輪１ｂの支持部に対して直接又はワイヤ等の部材を介して間接的に加えられる構成とすることができる。なお、本実施形態ではラジアル荷重負荷機構およびアキシアル荷重負荷機構を両方とも備えるが、いずれか片方のみ備える実施形態も許容される。

【0034】

ラジアル荷重は、外輪１ｂに対して供試軸受１の径方向に向けて印加される。本実施形態では、ラジアル荷重負荷機構として、アーム７の両端にラジアル荷重負荷錘１１を吊り下げることによって、外輪１ｂにラジアル荷重を印加できる構成を備える。ラジアル荷重負荷機構は、図３に示すように、アーム７の収納ケース２より外に突き出た両側において、回転軸３から等距離となる位置に同一の質量のラジアル荷重負荷錘１１を吊り下げることによって、供試軸受１の外輪１ｂ、軸受ハウジング６及びアーム７の自重に加えて、供試軸受１の径方向、すなわち下方向に向かって外輪１ｂにラジアル荷重を加えることができる。吊り下げるラジアル荷重負荷錘１１の重量は任意に選択できるため、供試軸受１の実際の使用条件に即した大きさのラジアル荷重を加えることができる。これによって、ラジアル荷重負荷錘１１を用いて外輪１ｂに対して効果的にラジアル荷重を加えることができる。このとき、アーム７の左右バランスの不釣り合いを０に調整するため荷重負荷力点を供試軸受１の径方向に対してロードセル９の外側かつ外輪１ｂの外径に対して２倍以上の離れた位置とすることが好適である。

【0035】

ただし、ラジアル荷重を印加する手段は、これに限定されるものではない。例えば、アーム７の両側にワイヤを接続し、滑車等を介してワイヤを引っ張ってアーム７に上方へ向かう荷重を加える構成としてもよいし、アーム７の両側に対してアクチュエータ等で直接荷重を加える構成としてもよい。

【0036】

また、アーム７のロードセル９側の端部には、プリロード用錘１２を取り付けることができる。アーム７の両端に同一の質量のラジアル荷重負荷錘１１を吊り下げた場合、アーム７がバランスを取れた状態となって、ロードセル９に接触せずにロードセル９から浮き上がってしまう可能性があるが、プリロード用錘１２をアーム７に取り付けることにより、アーム７がロードセル９に接触した状態を維持することができる。

【0037】

アキシアル荷重は、外輪１ｂに対して供試軸受１の軸方向に向けて印加される。本実施形態では、アキシアル荷重負荷機構として、アーム７の両側にワイヤ１４を介してアキシアル荷重負荷錘１３を接続することによって、外輪１ｂにアキシアル荷重を印加できる構成を備える。図４は、摩擦トルク測定装置１０の上面図である。図１～３では記載が省略されているが、図４に示すように、アーム７の両側には、アキシアル荷重負荷錘１３を吊り下げるためのワイヤ１４がそれぞれ接続されている。例えば、ワイヤ１４は、アーム７の収納ケース２から外に突き出た両側にワイヤ１４がそれぞれ１本ずつ接続される。これらの２本のワイヤ１４は、いずれもアーム７から回転軸３の軸方向と平行な方向に滑車１５まで延びて、滑車１５で鉛直方向へ向きを変えて下方へ延びている。そして、ワイヤ１４の下端にアキシアル荷重負荷錘１３を吊り下げることができる。ワイヤ１４の下端にアキシアル荷重負荷錘１３を吊り下げることにより、アーム７が回転軸３の軸方向へ引っ張られるため、供試軸受１の外輪１ｂにアキシアル荷重を加えることができる。特に、回転軸３と同じ高さで回転軸３から等距離となるようにアーム７に接続された２本のワイヤ１４に、同一の質量のアキシアル荷重負荷錘１３を吊り下げることによって、アーム７を傾けることなく供試軸受１の外輪１ｂへ精密にアキシアル荷重を加えることができる。吊り下げるアキシアル荷重負荷錘１３の重量は任意に選択できるため、供試軸受１の実際の使用条件に即した大きさのアキシアル荷重を加えることができる。

【0038】

ただし、アキシアル荷重を印加する手段は、これに限定されるものではない。例えば、アーム７の両側に対してアクチュエータ等で直接荷重を加える構成としてもよい。

【0039】

アーム７にラジアル荷重負荷錘１１を吊り下げた状態で測定を行うことによって、供試軸受１に対してラジアル荷重を加えた状態において供試軸受１の摩擦トルクを測定することができる。また、ワイヤ１４を介してアーム７にアキシアル荷重負荷錘１３を接続した状態で測定を行うことによって、供試軸受１に対してアキシアル荷重を加えた状態において供試軸受１の摩擦トルクを測定することができる。このとき、供試軸受１に対して多くとも１０％以上の回転トルクを加えることなく、ラジアル荷重又はアキシアル荷重を加えることが好適である。

【0040】

また、摩擦トルク測定装置１０は、供試軸受１に任意の流量の潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備え、図２に示すように、軸受ハウジング６には潤滑油供給部８及び排油口１６が設けられる。そして、潤滑油供給部８から供試軸受１へ任意の流量の潤滑油を供給して排油口１６から排出させて循環させることができる。潤滑油供給部８に接続する給油経路には軟質なフレキシブルチューブを用いることが好適である。また、収納ケース２の中へ潤滑油を排出する排油口１６は、収納ケース２とは接触しない位置に設けることが好適である。このように給油経路に軟質なフレキシブルチューブを用いて、収納ケース２とは接触しない位置に排油口１６を設けることによって、供試軸受１の外輪１ｂ、軸受ハウジング６及びアーム７の回動を妨げることなく、供試軸受１へ潤滑油を供給して循環させることができる。

【0041】

本実施形態の摩擦トルク測定装置１０の試験機で、評価試験を行った結果を以下に述べる。まず、本試験機で、ロードセル９の計測誤差の評価試験を行った。この計測誤差の評価試験と後述する他の評価試験には、いずれも株式会社東京測器研究所製の圧縮超小型ロードセル（型式：ＣＬＳ－５ＮＡ－ＤＳ）を用いた。ロードセル９の計測誤差の評価試験では、アーム７の左右のバランスをとった上でロードセル９側の端部に１２ｇのプリロード用錘１２を取り付けた状態で、ロードセル９側の端部のラジアル荷重負荷錘１１を吊り下げる位置に錘を吊り下げて、錘の重量を変更しながらロードセル９に加わる力を測定した。ロードセル９の計測誤差の評価試験の結果を図５に示す。錘の重量に対するロードセル９の計測誤差は２．４％未満となっている。

【0042】

次に、本試験機で、供試軸受１の摩擦トルクの測定値の再現性について、評価試験を行った。この評価試験では、供試軸受１として玉軸受を用いて、供試軸受１に供給する供試油として市販のＡＴＦ（トヨタ純正オートフルードＷＳ品番：０８８８６－０２３０５）を用いて、供給油量：１００ｍｌ／ｍｉｎ、供給油温：６０℃、ラジアル荷重：３００Ｎとして、軸回転速度：２０００～２００００ｒ／ｍｉｎの範囲で供試軸受１の摩擦トルクを測定した。測定結果を図６に示す。初回に測定した摩擦トルク（ｎ１）と、その６日後に同一の条件で測定した摩擦トルク（ｎ２）を比較すると、軸回転速度２００００ｒ／ｍｉｎにおける差は２．７％であり、摺動部品における摩擦トルクの評価においては、再現性良く測定できると判断できる。

【0043】

次に、本試験機で、供給油量による摩擦トルクへの影響について評価試験を行った。この評価試験では、供試軸受１として玉軸受を用いて、供試軸受１の摩擦トルクの測定値の再現性の評価試験と同じ供試油を用いた。そして、供給油温：６０℃、ラジアル荷重：３００Ｎとして、供給油量を４０ｍｌ／ｍｉｎ、７０ｍｌ／ｍｉｎ及び１００ｍｌ／ｍｉｎの３条件で、それぞれ軸回転速度：２０００～２００００ｒ／ｍｉｎの範囲で供試軸受１の摩擦トルクを測定した。測定結果を図７に示す。各供給油量条件での摩擦トルクは、軸回転速度が２０００ｒ／ｍｉｎから１００００ｒ／ｍｉｎまでは、ほぼ同等となっており、前述したように、本試験機が摩擦トルクを再現性良く高精度に測定できていることを示している。一方、回転速度が１２０００ｒ／ｍｉｎ以上においては、供給油量の減少に伴い摩擦トルクが低減する傾向が認められる。例えば、回転速度が２００００ｒ／ｍｉｎの条件にて、供給油量が１００ｍｌ／ｍｉｎの条件に対して、７０ｍｌ／ｍｉｎの条件では４．３％、４０ｍｌ／ｍｉｎの条件では１２．８％、摩擦トルクが低減していることが分かる。この傾向の要因としては、例えば、回転球による潤滑油の回転速度が速くなり、かつ潤滑油に加わる遠心力も高くなる高回転速度条件では、供給油量の減少により転動面等において油量不足が発生し、それに伴って摩擦トルクの因子である転がり粘性抵抗や攪拌抵抗が減少していることが考えられる。

【符号の説明】

【0044】

１ 供試軸受、１ａ 内輪、１ｂ 外輪、２ 収納ケース、２ａ 穴、３ 回転軸、４ サポート軸受、５ 回転電機、６ 軸受ハウジング、７ アーム、８ 潤滑油供給部、９ ロードセル、１０ 摩擦トルク測定装置、１１ ラジアル荷重負荷錘、１２ プリロード用錘、１３ アキシアル荷重負荷錘、１４ ワイヤ、１５ 滑車、１６ 排油口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】