特許 7138512 耐水素性評価試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-08

(45)【発行日】2022-09-16

(54)【発明の名称】耐水素性評価試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 17/00 20060101AFI20220909BHJP

   G01M 13/04 20190101ALI20220909BHJP

   G01N 33/2045 20190101ALI20220909BHJP

【ＦＩ】

G01N17/00

G01M13/04

G01N33/2045 100

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018154094

(22)【出願日】2018-08-20

(65)【公開番号】P2019035756

(43)【公開日】2019-03-07

【審査請求日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】P 2017158415

(32)【優先日】2017-08-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉崎 良典

【審査官】野田 華代

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１１２８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８５１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７６４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２５９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２４３９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １７／００－１７／０４

Ｇ０１Ｎ ３３／２０

Ｇ０１Ｍ １３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状かつ鋼製の第１試験片を中心軸周りに回転させる工程と、円筒状かつ鋼製の第２試験片を、中心軸周りに前記第１試験片に対して相対的に回転させる工程と、前記第１試験片及び前記第２試験片の外周面に潤滑油を供給し、油膜を形成する工程とを有する転がりすべり試験を実施する工程と、
前記第１試験片を切断することなく前記第１試験片中の拡散性水素量を測定する工程とを備え、
前記第１試験片及び前記第２試験片が中心軸周りに回転している際、前記第１試験片の外周面と前記第２試験片の外周面とは、前記油膜を介して接触し、
前記第１試験片の外径は、２０ｍｍ以下であり、
前記油膜の油膜パラメータは、０．３４以下であり、
前記第１試験片及び前記第２試験片が中心軸周りに回転している際、前記第１試験片及び前記第２試験片の温度は４０℃以下であり、
前記第１試験片の中心軸周りの回転による周速をｕ _Ｄ とし、前記第２試験片の中心軸周りの回転による周速をｕ _Ｆ とした場合、（ｕ _Ｄ －ｕ _Ｆ ）／｛（ｕ _Ｄ ＋ｕ _Ｆ ）／２｝×１００の絶対値は、１以上であり、
前記第１試験片の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎ以下であり、
前記第１試験片と前記第２試験片との最大接触応力は、２．５ＧＰａ以上である、耐水素性評価試験方法。

【請求項2】

前記油膜の油膜パラメータは、０．１５以下である、請求項１に記載の耐水素性評価試験方法。

【請求項3】

前記潤滑油は、前記潤滑油を含浸させた布部材を前記第１試験片の外周面及び前記第２試験片の外周面の少なくとも一方に接触させることにより供給される、請求項１又は請求項２に記載の耐水素性評価試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐水素性評価試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受がすべりを伴う条件下において使用された場合、潤滑剤や潤滑剤に混入した水の分解（以下においては、このような反応を、水素発生反応という）により発生した水素が、転動面及び軌道面から転動体及び軌道輪の内部に侵入することがある。特に、転動体と軌道輪との金属接触により金属新生面が露出すると、水素発生反応及び水素発生反応により発生した水素の転動体及び軌道輪の内部への侵入がより促進される。このような水素の侵入は、水素脆性起因の早期剥離につながる場合がある。転動体及び軌道輪に侵入した水素の中でも、拡散性水素は、水素脆性起因の早期剥離に対する影響が大きい。これは、拡散性水素が、転動体及び軌道輪を構成する鋼中で比較的自由に移動することができるためである。

【0003】

金属新生面を積極的に露出させることによって材料に侵入した拡散性水素を測定し、材料の耐水素性を評価する手法として、特許文献１（特開２０１３－２３４８３３号公報）に記載されている方法及び非特許文献１（木南俊哉、水素脆性型の転動疲労強度に及ぼす侵入水素の影響、大同特殊鋼技報 Vol.84、No.1、第５５頁～第６０頁、２０１３年）に記載されている方法が知られている。

【0004】

特許文献１に記載の方法においては、試験片の表面に摺動部材を押し付けるとともに、摺動部材を試験片の表面で摺動させる。これにより、試験片の表面で水素を発生させるとともに、水素を試験片の内部に侵入させる。そして、試験片を透過した水素を検出することにより、材料の耐水素性を評価している。

【0005】

非特許文献１に記載の方法においては、ローラチッピング試験（すべりを与えた２円筒転動疲労試験）が行われている。非特許文献１に記載の方法においては、当該試験で水素脆性起因の早期剥離を再現するとともに、当該試験中に試験片に侵入した拡散性水素を検出することにより、材料の耐水素性を評価している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－２３４８３３号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】木南俊哉、水素脆性型の転動疲労強度に及ぼす侵入水素の影響、大同特殊鋼技報 Vol.84、No.1、第５５頁～第６０頁、２０１３年

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載の方法においては、試験片と摺動部材との直接的な接触で発生し、試験片に侵入し、かつ試験片を透過した水素を検知対象としている。そのため、特許文献１に記載の方法によると、例えば潤滑剤の影響を考慮することができない。また、特許文献１に記載の方法は、摺動モードにおける分析方法であり、転がり軸受に対する耐水素性の評価方法としては、必ずしも現実に即しているとはいえない。

【0009】

非特許文献１に記載の方法に用いられる試験片の外径は、大きい（より具体的には、２６ｍｍである）。通常、水素分析装置が測定可能な試験片の大きさは、外径２０ｍｍ以下である。そのため、非特許文献１に記載の方法によると、拡散性水素の測定にあたり、試験片を切断する必要がある。

【0010】

なお、非特許文献１に記載の方法においては、試験片の回転数が高く（より具体的には７５０～１５００回転／ｍｉｎ程度である）。試験温度が高い（より具体的には９０℃である）。そのため、試験片の焼き付きを防止するため、温度を管理した潤滑油を大量に供給する付帯設備が必要となる。

【0011】

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、拡散性水素の測定にあたって試験片を切断する必要がない耐水素性評価試験方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様に係る耐水素性評価試験方法は、第１試験片を中心軸周りに回転させる工程と、第２試験片を中心軸周りに第１試験片に対して相対的に回転させる工程と、第１試験片及び第２試験片の外周面に潤滑油を供給して油膜を形成する工程とを有する転がりすべり試験を実施する工程と、第１試験片中の拡散性水素量を測定する工程とを備える。第１試験片及び第２試験片は、円筒状かつ鋼製である。第１試験片及び第２試験片が中心軸周りに回転している際、第１試験片の外周面と第２試験片の外周面とは、油膜を介して接触する。第１試験片の外径は、２０ｍｍ以下である。

【0013】

上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片及び第２試験片が中心軸周りに回転している際、第１試験片及び第２試験片の温度は、４０℃以下であってもよい。

【0014】

上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片の中心軸周りの回転による周速をｕ_Ｄとし、第２試験片の中心軸周りの回転による周速をｕ_Ｆとした場合に、（ｕ_Ｄ－ｕ_Ｆ）／｛（ｕ_Ｄ＋ｕ_Ｆ）／２｝×１００の絶対値は、１以上であってもよい。

【0015】

上記の耐水素性評価試験方法においては、油膜の油膜パラメータは、０．１５以下であってもよい。

【0016】

上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎ以下であってもよい。

【0017】

上記の耐水素性評価試験方法においては、第１試験片と第２試験片との最大接触応力は２．５ＧＰａ以上であってもよい。

【0018】

上記の耐水素性評価試験方法においては、潤滑油は、潤滑油を含浸させた布部材を第１試験片の外周面及び第２試験片の外周面の少なくとも一方に接触させることにより供給されてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様に係る耐水素性評価試験方法によると、試験片を切断することなく、拡散性水素の測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１試験片１の斜視図である。

【図2】第２試験片２の斜視図である。

【図3】転がりすべり試験装置３の模式図である。

【図4】第１試験の試験結果を示すグラフである。

【図5】第２試験の試験結果を示すグラフである。

【図6】第３試験の試験結果を示すグラフである。

【図7】第４試験の試験結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。以下の図面において、同一又は相当する部分に同一符号を付し、その説明は繰り返さないものとする。

【0022】

（試験片）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法において用いられる試験片を説明する。

【0023】

図１は、第１試験片１の斜視図である。図１に示すように、第１試験片１は、円筒状である。第１試験片１は、外径Ｄ１を有している。外径Ｄ１は、２０ｍｍ以下である。第１試験片１は、転がりすべり試験方法が実施された後に拡散性水素の測定に供される試験片である。

【0024】

第１試験片１は、鋼により構成されている。第１試験片１を構成する鋼は、例えばＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定める高炭素クロム軸受鋼である。第１試験片１を構成する鋼は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定めるＳＵＪ２又はＳＵＪ３であってもよい。

【0025】

図２は、第２試験片２の斜視図である。図２に示すように、第２試験片２は、円筒状である。第２試験片２は、外径Ｄ２を有している。外径Ｄ２は、外径Ｄ１よりも大きいことが好ましい。外径Ｄ２は、例えば８０ｍｍである。

【0026】

第２試験片２は、鋼により構成されている。第２試験片２を構成する鋼は、例えばＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定める高炭素クロム軸受鋼である。第２試験片２を構成する鋼は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ４８０５：２００８）に定めるＳＵＪ２又はＳＵＪ３であってもよい。

【0027】

（試験装置）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法に用いられる転がりすべり試験装置３を説明する。

【0028】

図３は、転がりすべり試験装置３の模式図である。図３に示すように、転がりすべり試験装置３は、第１サーボモータ３１と、第１ベルト３２と、第１スピンドル３３と、第２サーボモータ３４と、第２ベルト３５と、第２スピンドル３６とを有している。

【0029】

第１サーボモータ３１の回転軸は、第１ベルト３２に連結されている。第１スピンドル３３の一方端は、第１ベルト３２に連結されている。これにより、第１サーボモータ３１は、第１スピンドル３３を中心軸周りに回転させる。

【0030】

第１スピンドル３３の他方端には、第１試験片１が取り付けられている。したがって、第１サーボモータ３１は、第１試験片１を中心軸周りに回転させる。

【0031】

第２サーボモータ３４の回転軸は、第２ベルト３５に連結されている。第２スピンドル３６の一方端は、第２ベルト３５に連結されている。これにより、第２サーボモータ３４は、第２スピンドル３６を中心軸周りに回転させる。

【0032】

第２スピンドル３６の他方端には、第２試験片２が取り付けられている。したがって、第２サーボモータ３４は、第２試験片２を中心軸周りに回転させる。

【0033】

第１試験片１及び第２試験片２は、各々の外周面が、後述の油膜を介して接触するように配置されている。すなわち、第１試験片１及び第２試験片２は、各々の外周面が油膜を介して接触した状態で中心軸周りに回転する。第１試験片１及び第２試験片２の周速は、互いに異なるように設定される。すなわち、第２試験片２は、中心軸周りに第１試験片１に対して相対的に回転する。これにより、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との間に、すべりが生じる。

【0034】

図３中には図示されていないが、第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面には潤滑油が供給される。潤滑油の供給は、例えば潤滑油を含浸させた布部材を第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面の少なくとも一方に接触させることにより行われる。この布部材は、例えばフェルトパッドである。潤滑油の供給により、第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面には、油膜が形成される。潤滑油には、例えば軸受油が用いられる。

【0035】

（試験条件）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験方法における試験条件を説明する。

【0036】

すべり率は、第１試験片１の中心軸周りの回転による周速をｕ_Ｄ、第２試験片２の中心軸周りの回転による周速をｕ_Ｆとした場合に、（ｕ_Ｄ－ｕ_Ｆ）／｛（ｕ_Ｄ＋ｕ_Ｆ）／２｝×１００により算出される。すべり率の絶対値は、３０パーセント以上であることが好ましい。

【0037】

周速ｕ_Ｄは、第１試験片１の中心軸周りの回転速度と外径Ｄ１の積により算出される。周速ｕ_Ｆは、第２試験片２の中心軸周りの回転速度と外径Ｄ２の積により算出される。そのため、すべり率は、第１サーボモータ３１の回転数、第２サーボモータ３４の回転数、外径Ｄ１及び外径Ｄ２を適宜変更することにより、調整することができる。

【0038】

第１試験片１の外周面及び第２試験片２の外周面に形成される油膜の油膜パラメータΛは、ｈ_０／（σ_１ ^２＋σ_２ ^２）^１／２により算出される。ｈ_０は最小油膜厚さである。σ_１は、第１試験片１の外周面における表面の算術平均粗さの標準偏差である。σ_２は、第２試験片２の外周面における表面の算術平均粗さの標準偏差である。σ_１及びσ_２は、表面粗さ測定器により測定される。

【0039】

ｈ_０は、Chittendenらの式により算出される。より具体的には、ｈ_０はＲ_ｘ×０．３６８×Ｕ^０．６８×Ｇ^０．４９×Ｗ^{－０．０７３}×［１－ｅｘｐ｛－１．２３×（Ｒ_ｙ／Ｒ_ｘ｝^２／３｝］により算出される。

【0040】

Ｒ_ｘは、流れの方向の等価曲率半径であり、Ｒ_ｙは、流れに直交する方向の等価曲率半径である。Ｒ_ｘは、１／Ｒ_ｘ＝（１／Ｒ_ｘ１）＋（１／Ｒ_ｘ２）により算出され、Ｒ_ｙは、１／Ｒ_ｙ＝（１／Ｒ_ｙ１）＋（１／Ｒ_ｙ２）により算出される。Ｒ_ｘ１は、第１試験片１の流れ方向の曲率半径であり、Ｒ_ｘ２は、第２試験片２の流れ方向の曲率半径であり、Ｒ_ｙ１は、第１試験片１の流れに直交する方向の曲率半径であり、Ｒ_ｙ２は、第２試験片２の流れに直交する方向の曲率半径である。Ｕは速度パラメータであり、（η_０×ｕ）／（Ｅ’×Ｒ_ｘ）により算出される。η_０は、常圧粘度である。η_０は、ρ×νにより算出される。ρは潤滑油の密度であり、νは潤滑油の動粘度である。ｕは、周速ｕ_Ｄ及び周速ｕ_Ｆの平均値である。Ｅ’は等価ヤング率である。Ｅ’は、２／Ｅ’＝｛（１－ν_１ ^２）／Ｅ_１｝＋｛（１－ν_２ ^２）／Ｅ_２｝により算出される。Ｅ_１は第１試験片１のヤング率であり、Ｅ_２は第２試験片２のヤング率である。ν_１は、第１試験片１のポワソン比であり、ν_２は、第２試験片２のポワソン比である。

【0041】

Ｇは材料パラメータであり、α×Ｅ’により算出される。αは、粘度圧力係数である。αは、Ｗｕ－Ｋｌａｕｓ－Ｄｕｄａの式により算出される。より具体的には、αは、（０．１６５７＋０．２３３２×ｌｏｇ_１０ν）×ｍ×１０^－８により算出される。νは潤滑油の動粘度である。ｍは、潤滑油によって定まる定数であり、Ｗａｌｔｈｅｒ－ＡＳＴＭの式により算出される。より具体的には、ｍは、ｌｏｇ_１０｛ｌｏｇ_１０（ν＋０．７）｝＝－ｍ×ｌｏｇ_１０Ｔ＋Ｋにより算出される。Ｔは、温度であり、Ｋは潤滑油により定める定数である。２つの温度及び当該２つの温度における動粘度をＷａｌｔｈｅｒ－ＡＳＴＭの式に代入し、連立方程式を解くことにより、ｍ及びＫの値を算出することができる。Ｗは、荷重パラメータであり、ｗ／（Ｅ’×Ｒ_ｘ ^２）により算出される。ｗは荷重である。

【0042】

油膜パラメータΛは、０．３４以下であることが好ましい。油膜パラメータΛは、０．１５以下であることがさらに好ましい。

【0043】

第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎ以下であることが好ましい。第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、５０回転／ｍｉｎ以上であることが好ましい。第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、６．５回転／ｍｉｎ以上２５回転／ｍｉｎ以下であることが好ましい。

【0044】

第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、２．５ＧＰａ以上であることが好ましい。第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、ヘルツの式にしたがって算出される。

【0045】

試験時間は、例えば２００分以下である。試験時間は、１４０分以下であってもよい。試験時間は、中心軸周りに回転している第１試験片１及び第２試験片２の外周面が油膜を介して互いに接触している時間により算出される。なお、試験は、第１試験片１の中心軸周りの回転数の合計が所定の値に達するまで行われてもよい。この所定の値は、例えば２００００回である。

【0046】

（拡散性水素の測定方法）
以下に、拡散性水素の測定方法を説明する。

【0047】

第１試験片１中の拡散性水素の量は、転がりすべり試験を行った後に測定される。第１試験片１中の拡散性水素の量は、昇温脱離分析を行うことにより測定される。この昇温脱離分析においては、第１試験片１の温度は、室温から２００℃に達するまで昇温される。昇温脱離試験における昇温速度は、１００℃／ｈである。この昇温過程において第１試験片１から放出される水素量の積分値に基づいて、第１試験片１中の拡散性水素の量が測定される。

【0048】

（実験結果）
以下に、各試験条件を変化させて転がりすべり試験を行った後における第１試験片１中の拡散性水素量の測定結果を示す。

【0049】

＜第１試験＞
第１試験における試験条件を表１に示す。表１に示すように、第１試験において、第１試験片１及び第２試験片２に用いられる鋼は、ＳＵＪ２である。外径Ｄ１は、２０ｍｍであり、外径Ｄ２は、８０ｍｍである。第１試験片１及び第２試験片２の外周面における算術平均粗さは、０．０２μｍである。第１試験片１の外周面は、中心軸に沿う断面視において、直線状である。第２試験片２の外周面は、中心軸に沿う断面視において、１０ｍｍの曲率半径を有する曲線状である。

【0050】

第１試験において、第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、１００回転／ｍｉｎである。第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、１３．５回転／ｍｉｎである。第１試験において、すべり率は、６０パーセントである。第１試験において、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は、３．０ＧＰａである。試験時間は、２００分である。油膜パラメータΛは、０．１３、０．１５、０．３４、０．６４又は０．７６である。

【0051】

【表1】

【0052】

図４は、第１試験の試験結果を示すグラフである。図４中において、横軸は油膜パラメータΛとされ、縦軸は拡散性水素量とされた。図４に示すように、油膜パラメータΛが０．３４以上の範囲内においては、拡散性水素が検出されなかった。他方、油膜パラメータΛが０．３４未満の範囲内においては、拡散性水素が検出された。この比較から、油膜パラメータΛが０．３４未満の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。

【0053】

＜第２試験＞
第２試験における試験条件を表２に示す。表２に示すように、第２試験の試験条件は、第１試験片１、第２試験片２、回転速度及び試験時間に関して、第１試験の試験条件と共通している。

【0054】

第２試験において、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力は２．０ＧＰａ、２．３ＧＰａ、２．５ＧＰａ、３．０ＧＰａ又は３．５ＧＰａである。第２試験において、すべり率は、６０パーセントである。第２試験において、潤滑油としてＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第２試験における油膜パラメータは、０．１４以下である。

【0055】

【表2】

【0056】

図５は、第２試験の試験結果を示すグラフである。図５中において、横軸は第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力とされ、縦軸は拡散性水素量とされた。図５に示すように、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力が２．５ＧＰａ以上の範囲内においては、拡散性水素が検出された。このことから、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力が少なくとも２．５ＧＰａ以上の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。

【0057】

＜第３試験＞
第３試験における試験条件を表３に示す。表３に示すように、第３試験の試験条件は、第１試験片１、第１試験片１の回転速度及び第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力に関して、第１試験の試験条件と共通している。

【0058】

第３試験において、第２試験片２の外周面における表面の算術平均粗さは、０．６μｍである。第３試験において、第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、１３．５回転／ｍｉｎ、１８．５回転／ｍｉｎ、２２．６回転／ｍｉｎ、２３．８回転／ｍｉｎ、２４．７回転／ｍｉｎ、２５回転／ｍｉｎ又は２５．３回転／ｍｉｎである。第３試験において、すべり率は、－１パーセント、０パーセント、１パーセント、５パーセント、１０パーセント、３０パーセント又は６０パーセントである。第３試験において、潤滑油としてＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第３試験における油膜パラメータは、０．００７以下である。第２試験において、試験時間は、６０分である。

【0059】

【表3】

【0060】

図６は、第３試験の試験結果を示すグラフである。図６中において、横軸はすべり率であり、縦軸は拡散性水素量である。図６に示すように、すべり率が－１パーセントの場合及びすべり率が１パーセント以上の場合に、拡散性水素が検出された。このことから、すべり率の絶対値が１パーセント以上の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。

【0061】

＜第４試験＞
第４試験における試験条件を表４に示す。表４に示すように、第４試験の試験条件は、第１試験片１、第２試験片２及び第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との最大接触応力に関しては、第１試験の試験条件と共通している。

【0062】

第４試験において、第１試験片１の中心軸周りの回転速度は、５０回転／ｍｉｎ又は１００回転／ｍｉｎである。第４試験において、第２試験片２の中心軸周りの回転速度は、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎである場合、６．８回転／ｍｉｎであり、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が１００回転／ｍｉｎである場合、１３．５回転／ｍｉｎである。すなわち、第２試験片２の回転速度は、すべり率が一定となるように、第１試験片１の中心軸周りの回転速度に応じて調整されている。

【0063】

第４試験において、すべり率は６０パーセントである。第４試験において、潤滑油として、ＪＩＳ Ｋ ２００１：１９９３に定めるＶＧ５に準拠したものが用いられた。第４試験における油膜パラメータは、０．１２以下である。第４試験は、第１試験片１の中心軸周りの回転数の合計が２００００回転に達するまで行われた。

【0064】

【表4】

【0065】

図７は、第４試験の試験結果を示すグラフである。図７中において、横軸は第１試験片１の中心軸周りの回転速度であり、縦軸は拡散性水素量である。図７に示すように、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎ以上１００回転／ｍｉｎ以下の範囲内においては、拡散性水素が検出された。このことから、少なくとも第１試験片１の中心軸周りの回転速度が５０回転／ｍｉｎ以上１００回転／ｍｉｎ以下の範囲内においては、実施形態に係る転がりすべり試験を行うことにより、第１試験片１中に拡散性水素を導入できることが実験的に明らかにされた。

【0066】

（転がりすべり試験方法の効果）
以下に、実施形態に係る転がりすべり試験の効果を説明する。

【0067】

上記のとおり、第１試験片１の外径Ｄ１は、２０ｍｍ以下である。通常、水素分析装置に投入できる試験片の寸法は、外径２０ｍｍ以下である。そのため、実施形態に係る転がりすべり試験によると、第１試験片１を切断することなく、転がりすべり試験により導入された拡散性水素の測定を行うことができる。

【0068】

実施形態に係る転がりすべり試験においては、第１試験片１の中心軸周りの回転速度が遅い場合（例えば１００回転／ｍｉｎ以下）であっても、転がりすべり試験を行うことにより、拡散性水素を第１試験片１に導入することができる。その結果、実施形態に係る転がりすべり試験においては、試験時における第１試験片１及び第２試験片２の温度を、４０℃以下とすることができる。そのため、実施形態に係る転がりすべり試験においては、第１試験片１の外周面と第２試験片２の外周面との間の焼き付きを防止するための付帯設備（例えば油温管理の設備や潤滑油の循環設備）を不要とすることができる。

【0069】

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

【産業上の利用可能性】

【0070】

上記の実施形態は、転がりすべり試験方法に特に有利に適用される。

【符号の説明】

【0071】

１ 第１試験片、２ 第２試験片、３ 転がりすべり試験装置、３１ 第１サーボモータ、３２ 第１ベルト、３３ 第１スピンドル、３４ 第２サーボモータ、３５ 第２ベルト、３６ 第２スピンドル、Λ 油膜パラメータ、Ｄ１，Ｄ２ 外径、ｕ_Ｄ，ｕ_Ｆ 周速。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】