特許 7255768 軸受損傷把握方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-03

(45)【発行日】2023-04-11

(54)【発明の名称】軸受損傷把握方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 13/04 20190101AFI20230404BHJP

【ＦＩ】

G01M13/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023507236

(86)(22)【出願日】2022-09-21

(86)【国際出願番号】 JP2022035248

【審査請求日】2023-02-01

(31)【優先権主張番号】P 2021199783

(32)【優先日】2021-12-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】小林 大輔

【審査官】松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－５５９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７４６５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－１９８２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６０５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－９８４０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １３／００－１３／０４５、９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受の軌道面における少なくとも一つの第１の測定位置と、前記軸受の前記軌道面とは異なる面である基準面における少なくとも一つの第２の測定位置とをＥＣＴ装置を用いて測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果と、前記軸受の新品相当の前記軌道面と前記基準面とにおける前記ＥＣＴ装置による測定値に対応する基準値と、を比較することで前記軸受の損傷程度を判断する判断工程と、
を備える、軸受損傷把握方法。

【請求項2】

前記判断工程では、前記損傷程度を（１）式を用いて求める、請求項１に記載の軸受損傷把握方法。
Ｄ＝（Ｖ_１－Ｖ_２）－Ｓ ・・・（１）
Ｄ：損傷程度
Ｓ：基準値（Ｖ）
Ｖ_１：第１の測定位置における第１の電圧値（Ｖ）
Ｖ_２：第２の測定位置における第２の電圧値（Ｖ）

【請求項3】

前記基準値は、前記軸受の新品相当の前記軌道面における少なくとも一つの第３の測定位置と、前記軸受の新品相当の前記基準面における少なくとも一つの第４の測定位置とを前記ＥＣＴ装置を用いて測定した時の測定値から、（３）式を用いて求められる、請求項２に記載の軸受損傷把握方法。
Ｓ＝Ｖ_３－Ｖ_４ ・・・（３）
Ｖ_３：第３の測定位置における第３の電圧値（Ｖ）
Ｖ_４：第４の測定位置における第４の電圧値（Ｖ）

【請求項4】

前記基準値は、前記軸受と同じ寸法の新品の他の軸受について、少なくとも一つの前記第３の測定位置と、少なくとも一つの前記第４の測定位置とを前記ＥＣＴ装置で測定した時の測定値を用いて設定される、請求項３に記載の軸受損傷把握方法。

【請求項5】

前記基準値は、複数の他の軸受における初期電圧差と寸法との関係から求められ、
前記複数の他の軸受は、前記寸法の異なるものを含む、新品の軸受であり、
前記初期電圧差は、前記複数の他の軸受の前記軌道面における少なくとも一つの第３の測定位置と、前記複数の他の軸受の前記基準面における少なくとも一つの第４の測定位置とを前記ＥＣＴ装置でそれぞれ測定した時の測定値から（４）式を用いて求められる、請求項２に記載の軸受損傷把握方法。
ΔＶ_０＝Ｖ_３－Ｖ_４ ・・・（４）
Ｖ_０：初期電圧差（Ｖ）
Ｖ_３：第３の測定位置における第３の電圧値（Ｖ）
Ｖ_４：第４の測定位置における第４の電圧値（Ｖ）

【請求項6】

前記寸法として、前記軸受の軌道面径を用いる、請求項５に記載の軸受損傷把握方法。

【請求項7】

前記第１の測定位置は、前記軸受の使用時に最も負荷を受ける最大損傷位置である、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受損傷把握方法。

【請求項8】

前記測定工程では、複数の前記第２の測定位置を測定し、前記測定結果として、前記複数の第２の測定位置における測定値の平均値を用いる、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受損傷把握方法。

【請求項9】

前記軸受が外輪である場合、前記基準面は、前記外輪の外径面又は端面であり、
前記軸受が内輪である場合、前記基準面は、前記内輪の内径面又は端面である、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受損傷把握方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受損傷把握方法に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受（軸受とも称する。）は、転動体が外輪上及び内輪上の軌道面を転がることにより、軸の回転を支える機械要素である。軸受は理想的な環境で使用されていれば、破損する（寿命を迎える）まで使用可能である。しかしながら、軸受の寿命は、同じ製造工程を経ていても材料のバラつきなどの様々な要因により、必ずしも同じ寿命になるとは限らない。また、使用環境によっては、想定している寿命よりも早期に軸受が破損してしまうこともある。そのため、軸受がいつ壊れるかを把握することができる測定手法は重要な技術であると言える。

【0003】

これまでに開発されている技術としては、軸受が破損した際に生じる振動を検知する技術や、特許文献１のようにＡＥ（Acoustic Emission）により、き裂発生時を捕らえる手法などが知られている。しかし、これらの技術は軸受に損傷が生じなければ検知することができない。軸受がいつ破損するかを、損傷が生じる前に確認することができれば良いが、目視では軸受の状態を明確に判断することは極めて困難である。

【0004】

これらの課題を解決するために、軸受の損傷前に寿命を把握する技術が多く研究されている。例えば、特許文献２には、Ｘ線測定により材料組織の状態を把握する手法が報告されている。Ｘ線測定は材料組織の状態を推定する手法であり、軸受だけでなく、多くの技術分野で使用される測定方法である。しかしながら、Ｘ線を用いて軸受の状態を把握するためには、軌道面にＸ線を直接照射しなくてはならない。そのため、外輪軌道面を測定する場合は、軸受を切断する必要があるため、軸受を再度利用することができない。内輪であっても、大きさによっては測定台に乗せられないため、切断が必要となり、再度利用することができない場合もある。また、Ｘ線測定以外の手法として、特許文献３には、磁気を用いた非破壊での状態検知の手法が報告されている。特許文献３の手法は非常に簡易的であり、現場での測定も可能であるが、軸受の状態を評価するためには、新品時との相対比較となる。このため、特許文献３の手法は、測定する軸受の新品時の状態を把握していなければならず、困難性が伴う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平０４－０３６６３３号公報

【文献】特開２０１４－０１３１８８号公報

【文献】特開２０１３－１６０５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、軸受の損傷程度を、軸受を破壊することなく且つ簡易的に把握することができる、軸受損傷把握方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、軸受の軌道面における少なくとも一つの第１の測定位置と、上記軸受の上記軌道面とは異なる面である基準面における少なくとも一つの第２の測定位置とをＥＣＴ装置を用いて測定する測定工程と、上記測定工程の測定結果と、上記軸受の新品相当の上記軌道面と上記基準面とにおける上記ＥＣＴ装置による測定値に対応する基準値と、を比較することで上記軸受の損傷程度を判断する判断工程と、を備える、軸受損傷把握方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、軸受の損傷程度を、軸受を破壊することなく且つ簡易的に把握することができる、軸受損傷把握方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】軸受の外輪と内輪とを示す側面図であり、（Ａ）は外輪を示し、（Ｂ）は内輪を示す。

【図2】ＥＣＴ装置を用いて、外輪の軌道面を測定する様子を示す模式図である。

【図3】負荷の状態に応じた外輪のＥＣＴ装置による測定位置を示す側面図であり、（Ａ）は負荷圏がある状態における測定位置を示し、（Ｂ）は負荷圏がない状態における測定位置を示す。

【図4】負荷の状態に応じた内輪のＥＣＴ装置による測定位置を示す側面図であり、（Ａ）は負荷圏がある状態における測定位置を示し、（Ｂ）は負荷圏がない状態における測定位置を示す。

【図5】判断工程における処理フロー図である。

【図6】他の軸受の外輪におけるＥＣＴ装置による測定位置を示す側面図である。

【図7】寸法の異なる軸受における初期電圧差と軌道面径との関係を示すグラフである。

【図8】寸法の異なる軸受における軌道面の測定電圧値と軌道面径との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の詳細な説明では、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面は模式的なものであり、現実のものとは異なる場合が含まれる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。

【0011】

＜軸受損傷把握方法＞
本発明の一実施形態に係る軸受損傷把握方法について説明する。本実施形態では、軸受の内輪又は外輪について損傷程度、つまり軸受の状態を把握する。ここで、把握する軸受の状態とは、新品（未使用）の状態から、使用に伴ってはく離などの損傷が発生する前までの状態を指している。軸受は、使用に伴って、荷重などの影響により、軌道面の材料組織の状態が稼働時間とともに徐々に変化する。材料組織の変化とは、具体的には、熱処理により生成された残留オーステナイトの分解や、ひずみの緩和などである。残留オーステナイトが非磁性層であること、材料中のひずみが磁気特性を左右する磁壁の移動のしやすさに関与するため、材料組織の変化は磁気の変化を伴うことになる。

【0012】

（測定工程）
本実施形態では、まず、軸受の軌道面における少なくとも一つの第１の測定位置と、軸受の軌道面とは異なる面である基準面における少なくとも一つの第２の測定位置とをＥＣＴ（Eddy Current Testing）装置（渦流探傷検査装置）を用いて測定する測定工程が行われる。なお、ＥＣＴ装置による測定をＥＣＴ測定ともいう。軸受は、外輪と転動体と内輪とを含む。本実施形態では、一例として、図１に示す軸受１の外輪１Ａ又は内輪１Ｂの損傷を把握する態様について説明する。また、測定される軸受１は、新品の状態ではなく、使用後の状態であり、対象の軸受１を分解することで外輪１Ａ又は内輪１Ｂの位置をＥＣＴ装置で測定することができる。さらに、図１に示すように、外輪１Ａ及び内輪１Ｂにおいて、転動体が転動する面を軌道面１０といい、軌道面１０以外の面における特定の面を基準面１１という。外輪１Ａの場合には、内径面の幅方向中央が軌道面１０であり、外径面及び端面の少なくとも一方の選択された面が基準面１１である。また、内輪１Ｂの場合には、外径面の幅方向中央が軌道面１０であり、内径面及び端面の少なくとも一方の選択された面が基準面１１である。なお、本実施形態では、一例として、外輪１Ａの外径面及び内輪１Ｂの内径面を基準面１１とする。

【0013】

ＥＣＴ装置２は、図２に示すように、渦電流を発生させると同時にこの渦電流によって生じる出力電圧を検出する装置である。ＥＣＴ装置２は、軸受１における金属材料の表面部に発生した渦電流を感知するためのプローブ２０を有する。また、プローブ２０の内部には、ブリッジ回路の一部として構成される不図示の試験コイルが搭載される。ＥＣＴ装置２は、プローブ２０の試験コイルに所定の周波数の励磁電流を印加して、軸受の測定面に渦電流を誘導する。それと同時に、ＥＣＴ装置２は、その渦電流に基づき変化する試験コイルの出力電圧を検出する。

【0014】

第１の測定位置は、軸受１の軌道面１０上の損傷把握をしたい位置である。第１の測定位置は、特に限定されないが、軸受１の最も損傷が大きい箇所を測定するためには、軌道面１０のうち最も負荷のかかっている部位であることが好ましい。例えば、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、負荷圏がある外輪１Ａや内輪１Ｂにおいては、荷重が最もかかる径方向位置の軌道面１０を第１の測定位置Ｐ_１とすることが好ましい。また、荷重が最もかかる径方向位置の軌道面１０を中心として、この径方向位置の近傍の複数の位置を第１の測定位置Ｐ_１としてもよい。また、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、負荷圏がない外輪１Ａや内輪１Ｂにおいては、第１の測定位置Ｐ_１は特に限定する必要はない。また、負荷圏がない外輪１Ａや内輪１Ｂにおいては、第１の測定位置Ｐ_１を複数とすることで、測定精度を高めることができる。なお、負荷圏がある場合とは、測定される外輪１Ａや内輪１Ｂが固定輪であるような場合であり、負荷圏がない場合とは、測定される外輪１Ａや内輪１Ｂが回転輪であるような場合である。

【0015】

第２の測定位置は、基準面１１において設定される位置である。基準面１１は、上述のように、軌道面１０以外に安定して測定できる面の位置であることが好ましく、本実施形態では、外輪１Ａが測定対象であれば外径面、内輪１Ｂが測定対象であれば内径面が測定面として設定される。なお、安定して測定をすることが可能であれば、基準面１１は端面などの他の面であっても構わない。また、軸受１は機械に組み込むとフレッチングなどが生じることもあるため、本実施形態のように外輪１Ａの外径面又は内輪１Ｂの内径面を基準面１１とする場合は、第２の測定位置としてはできる限り損傷がない位置を選択することが好ましい。また、損傷程度が明らかに厳しい個所は第２の測定位置として不適切であるため、除外することが好ましい。

【0016】

例えば、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、負荷圏がある外輪１Ａや内輪１Ｂにおいては、荷重がかからない非負荷圏の基準面の位置を第２の測定位置Ｐ_２とすることが好ましい。この場合、例えば、荷重がかかる負荷圏の１８０°反対側である非負荷圏の位置を、第２の測定位置Ｐ_２とすることが好ましい。また、第２の測定位置Ｐ_２を複数とする場合には、第２の測定位置同士の間隔（測定間隔）は、プローブ２０内の鉄心径の２倍以上離した位置とすることが好ましい。例えば、プローブ２０内の鉄心径が３ｍｍであれば、測定間隔を６ｍｍ以上としてもよい。一方、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、負荷圏がない外輪１Ａや内輪１Ｂにおいては、全周に荷重がかかるため、どの位置を第２の測定位置Ｐ_２としてもよい。例えば、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）の場合には、外周面又は内周面に等間隔で離間した４つの位置を４つの第２の測定位置とする（４等配位置）。なお、第２の測定位置は、少なくとも一点以上であればよく、複数点設ける場合には軸受１の品質を均等に捕らえる観点から、等配位置とすることが好ましい。

【0017】

測定工程では、ＥＣＴ装置２を用いて、第１の測定位置Ｐ_１及び第２の測定位置Ｐ_２における出力電圧値を測定する。なお、図２に示す例では、ＥＣＴ装置２を用いて、外輪１Ａの軌道面１０における第１の測定位置Ｐ_１を測定する様子を示す。

【0018】

（判断工程）
測定工程の後、測定工程の測定結果と、軸受１の新品相当の軌道面１０と基準面１１とにおけるＥＣＴ装置２による測定値に対応する基準値とを比較することで、軸受１の損傷程度を判断する判断工程が行われる。判断工程では、図５に示す処理フローに従って、損傷程度の判断が行われる。

【0019】

判断工程では、測定工程での測定結果から、軸受１の損傷程度が演算される（Ｓ１００）。ステップＳ１００では、（１）式を用いて、軸受１の損傷程度Ｄが求められる。なお、Ｄは軸受１の損傷程度を示す値であり、Ｖ_１は第１の測定位置Ｐ_１におけるＥＣＴ装置２による測定値である第１の電圧値（Ｖ）であり、Ｖ_２は第２の測定位置Ｐ_２におけるＥＣＴ装置２による測定値である第２の電圧値（Ｖ）であり、Ｓは基準値である。基準値Ｓは、軸受１の新品相当の軌道面１０と基準面１１とにおけるＥＣＴ装置２による測定値に対応する値であり、例えば、新品相当の軸受１における軌道面１０における電圧値と基準面１１における電圧値との差分である。また、第１の電圧値と第２の電圧値との差分（Ｖ_１－Ｖ_２）を、測定電圧差ともいう。
Ｄ＝（Ｖ_１－Ｖ_２）－Ｓ ・・・（１）

【0020】

第１の測定位置Ｐ_１が複数の場合には、複数の第１の測定位置Ｐ_１に対応した複数の第１の電圧値Ｖ_１について損傷程度Ｄがそれぞれ求められる。第２の測定位置Ｐ_２が一つの場合には、第２の電圧値Ｖ_２として、測定された一箇所の第２の測定位置Ｐ_２における電圧値が用いられる。一方、第２の測定位置Ｐ_２が複数の場合には、複数箇所の第２の測定位置Ｐ_２における電圧値の平均値が、第２の電圧値Ｖ_２として用いられる。なお、第２の測定位置Ｐ_２が複数の場合において、軸受１の損傷といった理由で明らかに異常な電圧値が含まれる場合には、この異常値を除いて第２の電圧値Ｖ_２が設定されてもよい。

【0021】

ここで、本発明者らが知見した、使用後の軸受１の、第１の測定位置Ｐ_１及び第２の測定位置Ｐ_２におけるＥＣＴ装置２による測定結果と、損傷程度との関連性について説明する。例えば、特許文献３に開示されているように、新品時と比較し、使用後の軸受１をＥＣＴ装置２にて測定すると、変化が現れ、この変化量から軸受１の損傷程度を把握することができる。具体的には、ＥＣＴ装置による測定結果に対して、軸受１の損傷程度は下記（２）式のように求めることができる。なお、Ｄ’は軸受１の損傷程度を示し、Ｖ_ａは使用後の軸受１の軌道面１０のＥＣＴ装置による測定電圧値（測定値ともいう。）を示し、Ｖ_ｂは使用前の軸受１の軌道面１０のＥＣＴ装置による測定電圧値を示す。
Ｄ’＝Ｖ_ａ－Ｖ_ｂ ・・・（２）

【0022】

このような損傷把握方法では、事前に使用前の軸受１に対して、軌道面１０を渦流探傷検査する必要がある。また、使用前の軸受１の電圧値は、製造ロットの違いなどによる軸受１の成分や製造条件の細かな違いによって変化するため、使用後に評価する軸受１と同じ軸受１の測定値であることが好ましく、測定精度を高めるためには、少なくとも同一製造ロットの軸受１の測定値であることが必要とされる。しかし、対象となる軸受１を使用開始時に測定できれば問題はないが、製造段階で組み立てられてしまう場合には、使用前の軸受１をＥＣＴ装置で測定することができない。また、製造ロットが同一なものを準備することでも測定精度を高めることができるが、軸受１の大きさによっては容易に準備をすることができない場合がある。

【0023】

そこで、本発明者らは、新品の軸受１を測定せずとも軸受１の状態を評価する技術について検討し、軌道面１０と基準面１１とにおける渦流探傷検査の測定結果と、新品相当の基準値とを用いる方法を知見した。また、新品相当の基準値について、製造ロットが同じ製品や寸法が同じ製品に限らず、寸法が異なる他の軸受における新品時の測定結果から、算出できることを知見した。具体的には、本発明者らは、上記の（１）式を用いて、軸受１の損傷程度を評価できることを知見した。

【0024】

（１）式の基準値Ｓは、例えば、（３）式を用いて求めることができる。なお、Ｖ_３は、第３の測定位置におけるＥＣＴ装置２による測定値である第３の電圧値（Ｖ）であり、Ｖ_４は、第３の測定位置におけるＥＣＴ装置２による測定値である第３の電圧値（Ｖ）である。また、第３の電圧値Ｖ_３と第４の電圧値Ｖ_４との差分（Ｖ_３－Ｖ_４）を、初期電圧差ΔＶ_０（Ｖ）ともいう。
Ｓ＝Ｖ_３－Ｖ_４ ・・・（３）

【0025】

（３）式における第３の電圧値Ｖ_３及び第４の電圧値Ｖ_４は、損傷程度を把握する軸受１と同じ寸法の他の軸受の新品時におけるＥＣＴ装置２による測定値である。同じ寸法の軸受とは、軌道面径が同じ軸受のことであり、軸受形式が異なる軸受であってもよい。また、損傷程度を把握する軸受１と、他の軸受とは、熱処理などの製造条件が異なるものであってもよい。なお、損傷程度を把握する軸受１と、他の軸受とは、同じ材料であることが好ましい。第３の測定位置は、他の軸受における軌道面の位置であり、第４の測定位置は、他の軸受における基準面の位置である。つまり、他の軸受について、ＥＣＴ装置２を用いて、第３の電圧値Ｖ_３及び第４の電圧値Ｖ_４の測定を行うことで、基準値Ｓを求めることができる。なお、少なくとも一つの第３の測定位置及び少なくとも１つの第４の測定位置で測定を行えばよいが、複数の第３の測定位置及び複数の第４の測定位置で測定を行い、測定された電圧値の平均値を用いることで精度を高めることができる。この場合、他の軸受について、複数の第３の測定位置及び複数の第４の測定位置は、それぞれ等配位置となることが好ましい。また、他の軸受１’の外輪１Ａ’について測定する例を示す図６に示すように、複数の第３の測定位置Ｐ_３及び複数の第４の測定位置Ｐ_４の数を同一にして、外輪１Ａ’の周方向位置がそれぞれ同じ位置となるように設定してもよい。

【0026】

また、基準値Ｓとして、寸法の異なる軸受１のＥＣＴ装置２による新品時の測定結果から、損傷を把握する軸受に対応した基準値を設定してもよい。この場合、寸法の異なる複数の新品の軸受１に対してＥＣＴ測定を行い、測定結果から軸受１の寸法と初期電圧差ΔＶ_０との関係を求める。この場合も、寸法の異なる複数の新品の他の軸受に対して、ＥＣＴ測定を行う。次いで、それぞれの他の軸受について、（４）式を用いて軌道面１０における少なくとも一つの第３の測定位置と、基準面１１における少なくとも一つの第４の測定位置とからにおける初期電圧差ΔＶ_０を求める。このようにすることで、軸受の寸法と初期電圧差ΔＶ_０との関係が得られる。
ΔＶ_０＝Ｖ_３－Ｖ_４ ・・・（４）

【0027】

図７には、寸法の異なる軸受１の新品時の第３の電圧値Ｖ_３と第４の電圧値Ｖ_４との差分（Ｖ_３－Ｖ_４）である初期電圧差ΔＶ_０の測定結果を示す。図７に示す測定では、新品の軸受１の外輪１Ａについて、ＡＣＴＵＮＩ社製のＥＣＴ装置２を用いて測定を行った。軸受１としては、円すいころ軸受や円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受といった異なる軸受形状のものを用いた。また、軸受１の外輪１Ａは、軌道面寸法（軌道面中央部の径）が６２ｍｍ～６６６ｍｍのものを用いた。なお、測定した軸受１は全て同じ材料であるが、形式によって熱処理条件が異なったものも含まれる。さらに、図６に示すように４等配位置となる４つの第３の測定位置Ｐ_３及び４つの第４の測定位置Ｐ_４について測定を行い、測定される電圧値の平均値をそれぞれ第３の電圧値Ｖ_３及び第４の電圧値Ｖ_４とした。

【0028】

ＥＣＴ装置２による測定結果は、２軸のＸ－Ｙ座標にて表示される。測定条件として、励磁周波数を１２８ｋＨｚ、ＧＡＩＮを２５ｄＢとし、位相はセンサギャップの影響による電圧値の変化の方向がＸ軸と平行になるように調整した（プローブ２０をサンプル表面に近づけるほど、測定値はプラス方向に変化する）。このようにして測定される電圧をＸ電圧ともいう。なお、電圧値の変化の方向がＸ軸と垂直になるように位相を調整した場合に測定される電圧をＹ電圧ともいう。図７の縦軸は、初期電圧差を示し、横軸は軸受１の軌道面径（ｍｍ）を示す。

【0029】

図７に示すように、軸受１の寸法（軌道面径）と初期電圧差とには相関があり、図７の破線で示すようなグラフとなる。このグラフから、軌道面寸法ごとに変化の傾きが異なることが分かる。つまり、それぞれの寸法範囲ごとに式を求めることで、寸法ごとの初期電圧差を求めることができる。例えば、図７の場合には、軌道面径ｘ（ｍｍ）に応じて初期電圧差ΔＶ_０（Ｖ）は、以下の（５）式～（７）式の関係となる。なお、ａ～ｅは定数を示す。
ΔＶ_０＝ａｘ＋ｂ （ｘ＜１００） ・・・（５）
ΔＶ_０＝ｃｘ＋ｄ （１００≦ｘ≦２００） ・・・（６）
ΔＶ_０＝ｅ （ｘ＞２００） ・・・（７）

【0030】

このため、軸受１の種類に応じて、軸受１の寸法と初期電圧差との関係を予め求めておき、この関係と損傷把握を行う軸受１の寸法とから、損傷把握を行う軸受１の初期電圧差を求めることができる。なお、この手法で得られる式の傾きや切片の値、また式の変化点となる寸法は、ＥＣＴ装置２の測定条件（励磁周波数、ＧＡＩＮなど）、使用するプローブ２０の種類によって異なる。そのため、使用するプローブ２０を含めた測定条件ごとに、一次式の傾きと切片とを決定する必要がある。測定条件が変わったとしても初期電圧差ΔＶ_０を求める手順は変わらないため、上記の手順に従えば、測定条件ごとの新品相当値である初期電圧差ΔＶ_０、つまり基準値Ｓを得ることができる。なお、軸受１の寸法と初期電圧差との関係式は、直線近似に得られるものに限らず、曲線近似により得られるものであってもよい。

【0031】

図８には、図７で示した軸受１の軌道面１０のみのＥＣＴ装置２による測定電圧値（Ｘ電圧）であり、図７と同様に軌道面寸法でまとめたグラフである。３５０ｍｍ以下の軌道面径では測定電圧値と軌道面寸法とには相関があり、図７に示した初期電圧差と同様の傾向がある。ただし、１２０ｍｍ以下の軌道面径では測定値に大きなバラつきが認められる。このことからも、初期電圧差は寸法によらず、ばらつきを抑えられた測定手法であることがわかる。さらに、図８では軌道面径が４３０ｍｍ及び６６６ｍｍの測定値（図８の丸く破線で囲んだ領域のプロット）が他の傾向とは異なっている。これは、軌道面径が４３０ｍｍ及び６６６ｍｍの軸受１が、他の軸受１と熱処理条件が異なるサンプルであるためである。一方で、図７に示した初期電圧差では、この熱処理違いの影響は認められない。その理由としては、差分として採用する外径面も同じ熱処理を経ているためである。このことからも、本実施形態のように軌道面１０と基準面１１との電圧差を用いて評価する手法は、同じ材料であり、ムラなく均一に熱処理がされているものであれば、熱処理によらず適用可能な方法であると言える。

【0032】

ステップＳ１００の後、演算された軸受１の損傷程度Ｄを判定する（Ｓ１０２）。軸受１の測定電圧差（Ｖ_１－Ｖ_２）は、使用状態が軽微であれば、基準値から大きな変化はない。しかし、過酷な環境下で使用しているほど、この変化は大きくなる。ステップステップ１０２では、この変化量から軸受１の損傷を判定する。

【0033】

損傷の定義としては様々あるが、例えば、転がり疲労に伴う軌道面の材料組織の状態をＸ線測定により定量化することで、損傷程度を定める。具体的には、予め試験時間の異なるサンプルを準備し、これらサンプルに対しＸ線測定を実施し、新品からの材料組織の変化量（残留オーステナイトの変化量と半価幅の変化量又は残留応力をパラメータとする評価）を求める。はく離に至った軸受の材料組織の変化量を１００％の使用状態としたとき、はく離に至っていない軸受の材料組織の変化量をはく離に至った軸受の材料組織の変化量と比較し、何％の損傷程度であるかを把握する。ＥＣＴ装置２の測定結果とその測定位置におけるＸ線評価結果との相関をまとめることで、ＥＣＴ測定による軸受損傷把握データベースを作成できる。このデータベースを用いることで、ＥＣＴ測定結果から使用状態を評価することができ、例えば５０％以上の損傷程度と評価されれば交換を促すなど、メンテナンスの評価方法の一つとできれば、これまで以上に軸受を安全かつ有効に使うことができる。

【0034】

以上の処理により、軸受１の損傷の把握が行われる。本実施形態に係る軸受損傷把握方法によれば、測定電圧差と、軸受１の新品相当の初期電圧差に対応する基準値とから損傷程度Ｄを算出する。また、初期電圧差としては、軸受１と同じ寸法の他の新品の軸受や、寸法が異なる複数の新品の他の軸受でのＥＣＴ装置２による測定結果を用いる。これにより、損傷程度を把握する軸受１の新品時の軌道面１０の測定電圧値がわからない場合や、製造ロットやサイズが同一の新品の他の軸受が用意できない場合においても、対象の軸受１の損傷程度を把握することができる。また、他の軸受における初期電圧差を事前に測定していればすぐに損傷程度を把握することができるが、事前に他の軸受における初期電圧差を測定していなくとも、必要に応じて後で容易に測定することもできる。さらに、軸受の寸法と初期電圧差との関係性から基準値を決定する場合には、予め、軸受１の材料ごとに、寸法の異なる複数の軸受をＥＣＴ測定しておいていてもよい。このようにすることで、軸受の寸法と初期電圧差との関係性が事前に把握できているため、対象とする軸受１の損傷程度を短時間で把握することができる。

【0035】

なお、損傷把握のために使用後の軌道面１０を測定する時において、軌道面１０のどこに負荷が加わっているかわからない場合、全周負荷圏となって使用された場合は、周方向や軸方向に測定位置をずらしながら複数の第１の測定位置を測定してもよい。このようにすることで、複数の位置の損傷程度を比較し、最も負荷が加わっている箇所を検知することができる。また、その最大の損傷程度をその軸受の損傷程度として評価する。複数点測定することで得られた損傷程度の分布をみることで、軸受の軌道面にどのような負荷が加わっていたかが分かる。つまり、使用状態の把握ができることになる。仮に設計時に想定している荷重の加わり方と異なる使い方、例えば、軌道面中央でなく、軌道面のある一方に強く加わっていることが把握できれば、使用条件を見直すなど、必要に応じ、アドバイスをすることも可能になる。

【0036】

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。

【0037】

例えば、図７及び図８に示す例では、Ｘ電圧について調査を行ったが、測定電圧値として用いられる電圧値は、Ｙ電圧でもよく、Ｘ電圧とＹ電圧との両方でもよい。

【符号の説明】

【0038】

１，１’ 軸受
１Ａ，１Ａ’ 外輪
１Ｂ，１Ｂ 内輪
１０ 軌道面
１１ 基準面
２ ＥＣＴ装置
２０ プローブ

【要約】

軸受（１）の軌道面（１０）における少なくとも一つの第１の測定位置Ｐ_１と、軸受（１）の軌道面（１０）とは異なる面である基準面（１１）における少なくとも一つの第２の測定位置Ｐ_２とをＥＣＴ装置を用いて測定する測定工程と、測定工程の測定結果と、軸受（１）の新品相当の軌道面（１０）と基準面（１１）とにおけるＥＣＴ装置による測定値に対応する基準値と、を比較することで軸受の損傷程度を判断する判断工程と、を備える、軸受損傷把握方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】