JP2016024090A - 亀裂検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】亀裂の発生時期を正確に検知可能な亀裂検知方法を提供する。【解決手段】衝撃試験下において転がり軸受の構成部品に発生する亀裂を検知する亀裂検知方法であって、保持器１の内周面には、亀裂の発生又は進展によって電気抵抗が変化する導電層と、導電層と構成部品の表面との間を絶縁する絶縁下地層と、を有する導電性部材１０が配置され、導電層に電流を流し、導電層の通電状態を測定することにより、亀裂の発生を検知する。【選択図】図１

Description

本発明は亀裂検知方法に関する。

振動を受ける条件下で使用される、鉄道車両用軸受や、鉄鋼用軸受、建機用軸受等においては、設計が妥当であるか確認するための衝撃試験を行うことが必須である。

例えば、特許文献１には、保持器付きの転がり軸受の内輪が装着される軸と、転がり軸受の外輪が装着されるハウジングと、軸が転がり軸受でハウジングに支持されたユニットを組み立てた状態でその軸を回転させる駆動装置と、軸が駆動装置により回転させられた状態でユニットに振動又は衝撃を加える負荷発生装置と、を備えた保持器の強度評価試験装置が開示されている。

特開２００８−６４７３０号公報

軸受が組み立てられた状態で実施する保持器の落下衝撃試験では、保持器に亀製が入ったことを試験中に確認できないため、亀裂の入ったときを正確に把握できない。このため、一定時間ごとに試験を中断し、軸受を分解して保持器の状況を確認するという労力を要していた。さらに、この場合、亀裂の発生時期の検知精度が、分解頻度に影響されるという欠点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、亀裂の発生時期を正確に検知可能な亀裂検知方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 衝撃試験下において転がり軸受の構成部品に発生する亀裂を検知する亀裂検知方法であって、
前記構成部品の表面には、亀裂の発生又は進展によって電気抵抗が変化する導電層と、前記導電層と前記構成部品の表面との間を絶縁する絶縁下地層と、を有する導電性部材が配置され、
前記導電層に電流を流し、前記導電層の通電状態を測定することにより、亀裂の発生を検知する
ことを特徴とする亀裂検知方法。
（２） 前記導電性部材は、前記構成部品の表面に、塗布されることにより配置され、
前記導電性部材の塗布形状は、一筆書きの一本又は複数の線状である
ことを特徴とする（１）に記載の亀裂検知方法。
（３） 前記導電性部材の破断伸びは３０％以上である
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の亀裂検知方法。

本発明の亀裂検知装置によれば、導電層に電流を流し、当該導電層の通電状態を測定することにより、衝撃試験下において転がり軸受の構成部品に発生する亀裂を検知するので、亀裂の発生時期を正確に検知可能である。

本実施形態に係る保持器の斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る亀裂検知方法について、図面を用いて説明する。なお、転がり軸受の構成部品の一例として、保持器を挙げて説明するが、本発明は保持器に発生する亀裂の検知のみならず、外輪や内輪等の転がり軸受構成部品に発生する亀裂の検知にも適用することが可能である。また、保持器の種類も特に限定されない。

図１に示すように、本実施形態の亀裂検知方法によって亀裂の発生が検知される保持器１は、小径円環部３と、大径円環部５と、小径円環部３及び大径円環部５を連結し、周方向に所定間隔で配置された複数の柱部７と、小径円環部３、大径円環部５、及び複数の柱部７によって画成され、それぞれ円錐ころ（不図示）を収容する複数のポケット部９と、を備える円錐ころ軸受用保持器である。

このような保持器１は、不図示の円錐ころ軸受の構成部品として、複数の円錐ころを転動自在に保持する。なお、当該円錐ころ軸受は、外輪と、内輪と、外輪及び内輪の間に配置される複数の円錐ころと、複数の円錐ころを複数のポケット部９によって保持する保持器１と、を備える。

そして、保持器１は、円錐ころ軸受が組み立てられた状態のままで、衝撃試験が行われて強度評価される。衝撃試験としては、例えば落下衝撃試験が挙げられる。

ここで、保持器１に亀裂が入ったことを、衝撃試験中に、軸受を分解することなく、正確に把握できることが望ましい。そこで、本実施形態の保持器１の内周面には、亀裂の発生又は進展によって電気抵抗が変化する導電層と、当該導電層と保持器１の内周面との間を絶縁する絶縁下地層と、を有する導電性部材１０が配置される。

導電性部材１０は、保持器１の内周面に塗布されることによって配置されており、一筆書きの一本の線状である。より具体的に導電性部材１０は、大径円環部５上において、隣り合う柱部７の間を結ぶように周方向に延びる複数の大径周方向延出部１１と、大径周方向延出部１１の周方向両端部に接続し、柱部７上において軸方向に延びる複数の軸方向延出部１２と、隣り合う軸方向延出部１２を接続し、小径円環部３上を周方向に延びる複数の小径周方向延出部１３と、からなる。すなわち、隣り合う一対のポケット部９において、一方のポケット部９を画成する大径円環部５の内周面には、大径周方向延出部１１が塗装され、他方のポケット部９を画成する小径円環部３の内周面には、小径周方向延出部１３が塗装され、全ての柱部７の内周面には、軸方向延出部１２が塗装される。

そして、導電性部材１０の導電層に不図示の電極によって電流を流し、当該導電層の通電状態を測定することにより、すなわち導電層の抵抗値をモニタリングすることにより、落下衝撃試験による亀裂の発生時期を検知する。したがって、従来技術のように、一定時間毎に試験を中断して軸受を分解する必要がなく、亀裂の発生時期を容易且つ正確に検知可能である。さらに、導電性部材１０の塗布形状を、一筆書きの線状としたので、外部への出力も１ヶ所で済む事から配線の簡素化という効果がある。

ここで、落下衝撃試験下における亀裂検知では、保持器１が衝撃によって常に繰り返し変形を受ける環境の中で、亀裂検知を行う必要がある。そのため、導電性部材１０が、試験中の衝撃による弾性変形では破断せず、保持器１に亀裂が発生したとき初めて破断する必要がある。このため、本実施形態では、導電性部材１０の破断伸びが、非常に高い数値である３０％以上に設定されている。これにより、試験中の衝撃による弾性変形では導電性部材１０が破断しないので、誤検知を防止することができる。一方、亀裂が発生した場合には、保持器１が試験による衝撃で亀裂部が大きく開口するため、導電性部材１０が破断して、適格に亀裂検知を行うことが可能である。なお、導電性部材１０の破断伸びを３０％以上の範囲に設定すれば、鋼製保持器、黄銅製保持器等の金属製保持器であっても、樹脂製保持器であっても、亀裂検知を正確に行うことができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。

例えば、上述の実施形態においては、導電性部材１０は、保持器１の内周面に配置されていたが、保持器１の表面であれば何処に配置してもよく、例えば外周面や軸方向側面に配置しても構わない。

また、導電性部材１０の塗布形状は、一筆書きの一本の線状に限定されず、一筆書きの複数の線状としてもよい。すなわち、本実施形態のような保持器１の内周面に塗布された一筆書きの一本の線状の導電性部材１０に加えて、保持器１の外周面に一筆書きの一本の線状の導電性部材１０を塗布しても構わない。

１ 保持器（構成部品）
３ 小径円環部
５ 大径円環部
７ 柱部
９ ポケット部
１０ 導電性部材
１１ 大径周方向延出部
１２ 軸方向延出部
１３ 小径周方向延出部

Claims (3)

1. 衝撃試験下において転がり軸受の構成部品に発生する亀裂を検知する亀裂検知方法であって、
   前記構成部品の表面には、亀裂の発生又は進展によって電気抵抗が変化する導電層と、前記導電層と前記構成部品の表面との間を絶縁する絶縁下地層と、を有する導電性部材が配置され、
   前記導電層に電流を流し、前記導電層の通電状態を測定することにより、亀裂の発生を検知する
   ことを特徴とする亀裂検知方法。
2. 前記導電性部材は、前記構成部品の表面に、塗布されることにより配置され、
   前記導電性部材の塗布形状は、一筆書きの一本又は複数の線状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の亀裂検知方法。
3. 前記導電性部材の破断伸びは３０％以上である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の亀裂検知方法。

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